專利名稱:液晶顯示設(shè)備智能調(diào)光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對液晶顯示設(shè)備的智能調(diào)光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，公知的液晶體顯示設(shè)備(如液晶電視，液晶顯示器，筆記本電腦顯示器，便攜式DVD等)其背光為恒定或手動調(diào)節(jié)，其亮度，對比度，色飽和度等參數(shù)也是通過按鍵進行手動調(diào)節(jié)。但是于人類視覺對環(huán)境的適應(yīng)性，每當(dāng)環(huán)境亮度改變時，之前設(shè)定的顯示設(shè)備亮度等光參數(shù)就無法與其最佳匹配，該設(shè)備需要重新手動設(shè)定相關(guān)參數(shù)才能達(dá)到最佳顯示效果；否則，當(dāng)長時間觀看該液晶顯示器時，會加劇眼睛的疲勞感，從而影響視力。通常人們不會隨時手動調(diào)節(jié)液晶顯示設(shè)備的光參數(shù)，所以為了在不同環(huán)境光下都能看清顯示內(nèi)容，相關(guān)光參數(shù)值往往調(diào)得比較大，在環(huán)境光較弱的時候，對功耗有一定的浪費，而且對背光源的使用壽命也有一定影響。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有液晶顯示設(shè)備手動光學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)的不方便，保護使用者的視力，本發(fā)明提供一種智能調(diào)光系統(tǒng)，可嵌入目前所有液晶顯示設(shè)備中，該調(diào)光系統(tǒng)能根據(jù)感應(yīng)到的環(huán)境光亮度，自動將液晶顯示設(shè)備的相關(guān)光學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)。當(dāng)環(huán)境光強烈時，液晶顯示設(shè)備的相關(guān)光參數(shù)也隨之增強，當(dāng)環(huán)境光減弱時，則相關(guān)光參數(shù)也隨之減弱，其調(diào)節(jié)幅度盡量接近人的視覺感光適應(yīng)曲線。不僅能保護使用者視力，而且能一定程度上降低該設(shè)備的功耗和輻射，并延長液晶背光源的使用壽命。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是在液晶顯示設(shè)備中，加入感光元件(光傳感器)，將環(huán)境光亮度轉(zhuǎn)換為模擬電平或不同頻率脈沖等，通過單片機模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換等方式對該電平進行檢測，即可知道當(dāng)前的環(huán)境光亮度。根據(jù)當(dāng)前的環(huán)境光亮度，計算出相關(guān)光學(xué)參數(shù)的調(diào)節(jié)值，再通過單片機的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生對應(yīng)的控制電壓，對液晶顯設(shè)備的背光，以及亮度，對比度等光參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)(針對模擬量調(diào)節(jié)光參數(shù)的液晶顯示設(shè)備)；或者經(jīng)由IIC，SPI等通訊協(xié)議將當(dāng)前光學(xué)參數(shù)的調(diào)節(jié)值傳輸至該液晶顯示設(shè)備的主控單片機，通過修改對應(yīng)參數(shù)寄存器的值來達(dá)到改變背光，亮度，對比度等參數(shù)的目的(針對數(shù)字寄存器調(diào)節(jié)光參數(shù)的液晶顯示設(shè)備)。如果該液晶顯示設(shè)備的主控單片機還有多余的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換端口，亦可通過該單片機直接連接傳感器，內(nèi)部增加相應(yīng)的軟件，判斷感應(yīng)到的當(dāng)前環(huán)境亮度并對相關(guān)參數(shù)進行自動調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的有益效果是，通過自動調(diào)節(jié)液晶顯示設(shè)備的光學(xué)參數(shù)(背光，亮度，對比度等)保護其使用者的視力，并能一定程度上降低該設(shè)備的功耗和輻射，延長液晶顯示設(shè)備背光源的使用壽命。經(jīng)濟實用。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是當(dāng)前公知的液晶顯示設(shè)備關(guān)于顯示部分的結(jié)構(gòu)。
圖2是第一個實施方案的改進結(jié)構(gòu)。
圖3是第二個實施方案的改進結(jié)構(gòu)。
圖4是第三個實施方案的改進結(jié)構(gòu)。
圖中1.液晶面板，2.背光驅(qū)動模塊，3.視頻處理及液晶顯示驅(qū)動模塊，4.主控單片機，5.存儲器件，6.液晶顯示接口，7.背光開關(guān)控制端口，8.背光亮度控制端口，9.IIC總線，10.光參數(shù)控制端口，11.光傳感器，12.單片機。
具體實施方式在圖1中，液晶面板(1)及其背光驅(qū)動模塊(2)和視頻處理及液晶顯示驅(qū)動模塊(3)構(gòu)成目前公知的液晶顯示產(chǎn)品的核心部分。視頻處理及液晶顯示驅(qū)動模塊(3)接受原始視頻圖像信號進行處理，通過液晶顯示接口(6)(如TTL，LVDS，模擬RGB等)使液晶面板顯示圖像。主控單片機(4)通過一些控制端口，包括光參數(shù)控制端口(10)和IIC總線(9)對視頻及液晶顯示驅(qū)動模塊(3)的工作進行控制，相關(guān)的存儲信息保存在存儲器件(5)中，由于液晶顯示非主動發(fā)光技術(shù)，其光源由其背光部分產(chǎn)生。而當(dāng)前幾乎所以液晶面板的背光部分都提供開關(guān)控制端口(7)和背光亮度控制端口(8)，也是由主控單片機進行控制。也有部分產(chǎn)品中，背光亮度控制端直接輸入一個恒定電平，工作過程中無法改變背光亮度。
在圖2中所示實施例中，在圖1公知的液晶顯示方案基礎(chǔ)上增加了一個單片機(12)和光傳感器(11)(比如光敏電阻)。光傳感器(11)需放置于能感應(yīng)環(huán)境光處。單片機(12)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換從光傳感器感知其模擬量，即當(dāng)前的環(huán)境光亮度數(shù)據(jù)。根據(jù)該數(shù)據(jù)，單片機運算出合適的背光亮度值，通過PWM(脈寬調(diào)制)或其它數(shù)模轉(zhuǎn)換方式產(chǎn)生相應(yīng)的電平去控制液晶面板的背光亮度。如果該液晶顯示設(shè)備原始的光參數(shù)調(diào)解是模擬量控制(多出現(xiàn)于模擬液晶屏的驅(qū)動)，可用同樣方式控制其亮度，對比度，色度等光參數(shù)；如果該液晶顯示設(shè)備原始的光參數(shù)調(diào)解是數(shù)字式寄存器控制(多出現(xiàn)與數(shù)字液晶屏的驅(qū)動)，可以通過IIC總線改變相關(guān)器件中光參數(shù)對應(yīng)的寄存器的值，從而控制其亮度，對比度，色度等光參數(shù)。需要保存的相關(guān)參數(shù)可以通過IIC總線寫入存儲器(5)。
在圖3中所示實施例中，當(dāng)原有的主控單片機(4)有多余的輸出端口，單片機(12)可以將感知的當(dāng)前環(huán)境亮度通過IIC總線傳給主控單片機(4)，所有控制工作由主控單片機(4)完成。其它部分與圖2所示相同。
在圖4中所示實施例中，當(dāng)原有的主控單片機(4)有多余的可用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的輸入端口及輸出端口，可省去圖(3)中的單片機(12)，感應(yīng)環(huán)境光亮度的工作也有主控單片機(4)完成。其它部分與圖3所示相同。
本發(fā)明中的關(guān)鍵技術(shù)細(xì)節(jié)為1)感應(yīng)環(huán)境光及模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換。以光敏電阻為例，如果其連接的單片機有模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換接口(比如Microchip微芯公司的PIC16F7X系列)，可以直接將光敏電阻與固定電阻串聯(lián)分壓，在不同的環(huán)境光亮度，也就是不同的光敏電阻阻值的時候，連接到單片機端口的電壓也隨之不同。調(diào)用單片機內(nèi)部的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換功能直接將不同的電壓轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)據(jù)。如果光敏電阻連接的單片機無模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換接口(比如Sinowealth中穎公司的SH66P22)，可以在外面加上模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，例如用光敏電阻加固定電容組成RC振蕩電路，光敏電阻的阻值不同時，振蕩電路的振蕩頻率也不同，用單片機的端口檢測該頻率，就能得到對應(yīng)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明不要求很高的感應(yīng)速度，為了減少外界對光傳感器的干擾，提高感應(yīng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，最好采用多次測量取平均值的方式。為了測量更準(zhǔn)確的環(huán)境光亮度，也可以使用幾個光敏傳感器對幾個點采光測量，進行軟件分析。還有其它模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換方式，量化誤差補償及其他光傳感器的應(yīng)用，在此不一一贅述。
2)由感應(yīng)到的環(huán)境光數(shù)據(jù)計算得出需要調(diào)節(jié)的光參數(shù)數(shù)據(jù)。對于低端液晶顯示設(shè)備，可以做個近似于人視覺感光適應(yīng)曲線的線性算法，讓液晶顯示設(shè)備的背光亮度跟隨環(huán)境光亮度性變化即可。對于高端設(shè)備，可以在軟件中用查表算法，按照人視覺感光適應(yīng)曲線由感應(yīng)到的環(huán)境光亮度計算出合適的背光亮度及液晶亮度，對比度等其它光參數(shù)。也可以在液晶顯示設(shè)備的OSD(屏幕顯示調(diào)節(jié)菜單)中加入相關(guān)設(shè)定功能，由使用者在幾個特定的環(huán)境光亮度下設(shè)定背光亮度及其它光參數(shù)，跟據(jù)這幾個特征值，算出該使用者的最佳視覺感光適應(yīng)曲線，以后這些光參數(shù)的值就根據(jù)該曲線算出。使用者設(shè)定的參數(shù)保留在存儲器中。
3)對于模擬電平調(diào)節(jié)光參數(shù)的液晶顯示設(shè)備，光參數(shù)數(shù)據(jù)由數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換變成電平控制相關(guān)光參數(shù)。比如用PWM(脈寬調(diào)制)，由不同的光參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生不同的占空比波形，經(jīng)過電容濾去其交流分量，保留其直流分量，就可以得到不同的電平對相關(guān)模擬控制端進行調(diào)節(jié)。
4)對于數(shù)字寄存器調(diào)節(jié)光參數(shù)的液晶顯示設(shè)備，光參數(shù)數(shù)據(jù)通過IIC等總線寫入對應(yīng)寄存器。直接在軟件中根據(jù)IIC等總線協(xié)議寫入數(shù)據(jù)即可。只得注意的是，為了避免外界對光傳感器短暫的干擾，使調(diào)節(jié)的光參數(shù)量突變，此處應(yīng)在軟件中刻意減緩光參數(shù)的改變響應(yīng)。比如每三秒只變化一次，每次最多只變化一個級數(shù)。此注意事項也同樣適用于第三點技術(shù)細(xì)節(jié)。
5)關(guān)于用戶具體使用方式?？稍O(shè)置一個啟用本發(fā)明功能的開關(guān)，在用戶有需要的時候使用此功能，不需要的時候也可以關(guān)閉此功能。最好能在OSD(屏幕顯示調(diào)節(jié)菜單)中加上一些相關(guān)設(shè)置選項，讓使用者操作更方便。
6)本說明書提及的視覺感光適應(yīng)曲線表示人的視覺對應(yīng)不同環(huán)境光亮度下的最佳光參數(shù)的二維曲線。
權(quán)利要求
一種智能調(diào)光系統(tǒng)，用于液晶顯示設(shè)備中，其特征是在液晶顯示設(shè)備中，加入感光元件(光傳感器)，通過感應(yīng)到的環(huán)境光亮度去自動調(diào)節(jié)該設(shè)備的液晶背光亮度，液晶顯示亮度，對比度，色度。
專利摘要
一種用于液晶顯示設(shè)備中的智能調(diào)光系統(tǒng)，它是在液晶顯示設(shè)備中，加入感光元件(光傳感器)，通過感應(yīng)到的環(huán)境光亮度去自動調(diào)節(jié)該設(shè)備的液晶背光亮度，液晶顯示亮度，對比度，色度。能降低使用者眼睛疲勞感，保護視力，同時能在一定程度上降低該設(shè)備的功耗和輻射，延長液晶背光源的使用壽命。
文檔編號G09G3/34GK1996458SQ200610006508
公開日2007年7月11日 申請日期2006年1月8日
發(fā)明者吳健 申請人:吳健導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan