CN110148385A - 一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法 - Google Patents

一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法，包括液晶显示模组、摄像头和电源管理***，所述摄像头设在液晶显示模组前面，所述电源管理***设置在液晶显示模组内，所述电源管理***包括图像获取模块、运算单元、图像分析模块、多路驱动模块，所述多路驱动模块包括若干数量的m*n阶矩阵式排列的背光单元，摄像头连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组，采用中心化低功耗决策部件，降低***更新难度；用摄像头直接模拟人类视角，根据视野范围光照情况进行分析(图像分析模块)，调整亮度，在保证人眼获得的视觉效果的同时，节省能耗。

Description

一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法
技术领域
本发明属于电源管理技术领域，特别是涉及一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法。
背景技术
液晶显示设备以其良好的分辨率带来很好的观感，户外大屏幕液晶显示设备更作为户外的信息传播的载体，为受众带来了良好的视觉和听觉享受，同时也构建了一个有力的宣传渠道。这种设备随着人们休闲活动和旅游的增多，以及高新科技的广泛应用，已经不断普及。
大屏幕液晶显示设备的效果离不开背光模块，大屏幕液晶显示设备带来良好视觉感受的同时，也具有功耗巨大的缺点。为了改良，现有的技术主要通过判断本画面输出的亮度主动调节背光模块，这种方法需要将LCD组件同时修改，具有成本高的特点，也无法监控环境光，保证视觉效果。例如：在中国专利申请号为00212260.X的实用新型专利中，公开了一种液晶显示模组背光灯电源自动控制器，包括“与门电路、上电延时电路和驱动电路构成，行频和场频信号接与门电路，上电延时电路和与门电路相接，与门电路接驱动电路，通过行频、场频信号的有无来开、关背光灯，上电延时电路经整形，与行频或场频信号来控制背光灯，使其延时打开”，没有检测液晶显示模组和周围环境光照强度的装置，不能根据液晶显示屏和周围的环境光照强度来调节背光灯的强弱。
因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法，能有效解决上述无法根据环境光照情况保证视觉效果的不足之处。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种液晶显示设备的亮度控制***，包括液晶显示模组、摄像头和电源管理***，所述摄像头设在液晶显示模组前面，所述电源管理***设置在液晶显示模组内，所述电源管理***包括图像获取模块、运算单元、图像分析模块、多路驱动模块，所述多路驱动模块包括若干数量的背光单元，背光单元形成m*n阶矩阵式的排列方式，摄像头连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组。
作为优选，所述摄像头通过柔性支架连接在液晶显示模组的上面，或者摄像头通过一个立式的刚性支架与护栏整合到一起。
一种液晶显示设备的亮度控制***的控制方法，所述摄像头采集其视野范围内的光照情况，将光照情况传递到图像获取模块，图像获取模块获取图像后传递到图像分析模块，图像分析模块将分析结果传递到运算单元，运算单元做出决策控制多路驱动模块，多路驱动模块控制液晶显示模组进行亮度调节。
作为优选，多路驱动模块采用逐步收敛的方法，在确保用亮度差和色彩均衡度表达的视觉效果达标的情况下，获得显示器背光驱动阵列的最优驱动电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明采用中心化低功耗决策部件(运算单元)，降低***更新难度；用摄像头直接模拟人类视角(图像获取模块)，根据视野范围光照情况进行分析(图像分析模块)，调整亮度(多路驱动模块)，在保证人眼获得的视觉效果的同时，节省能耗。
附图说明
图1是摄像头柔性支架连接图；
图2是摄像头立式刚性支架图；
图3是多路驱动模块图；
图4是亮度控制***结构图。
附图标记说明：1-液晶显示模组，2-摄像头，3-柔性支架，4-刚性支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1至图4所示，一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法，包括液晶显示模组1、摄像头2和电源管理***，液晶显示模组1采用京东方液晶模组MV190E0M-N10，摄像头采用OV7670摄像头，摄像头2设在液晶显示模组1前面，摄像头能够拍摄液晶显示模组的亮度，摄像头也能拍摄液晶显示模组周围环境的光照的强度，电源管理***设置在液晶显示模组1内，电源管理***包括图像获取模块、运算单元、图像分析模块、多路驱动模块，图像获取模块采用OV7670摄像头驱动模块，图像分析模块的主要功能是分析视觉效果是否合适，采用普通单片机即可，如stm32f407，运算元件采用普通单片机即可，如stm32f407，多路驱动模块采用晶门科技背光驱动模块IC SSD1317，多路驱动模块包括若干数量的背光单元，背光单元形成m*n阶矩阵式的排列方式，摄像头2连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组1，摄像头2采集其视野范围内的光照情况，将光照情况传递到图像获取模块，图像获取模块获取图像后，将图像信息传递给图像分析模块，图像分析模块将分析结果传递到运算单元，运算单元做出决策控制多路驱动模块，多路驱动模块控制液晶显示模组1进行亮度调节。
本实施例中，通过利用摄像头直接模拟人类视角(图像获取模块)，根据视野范围光照情况进行分析(图像分析模块)，调整亮度(多路驱动模块)，在保证人眼获得的视觉效果的同时，节省能耗。
实施例二
如图1至图4所示，一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法，包括液晶显示模组1、摄像头2和电源管理***，液晶显示模组1采用京东方液晶模组MV190E0M-N10，摄像头采用OV7670摄像头，摄像头2设在液晶显示模组1前面，摄像头能够拍摄液晶显示模组的亮度，摄像头也能拍摄液晶显示模组周围环境的光照的强度，电源管理***设置在液晶显示模组1内，电源管理***包括图像获取模块、运算单元、图像分析模块、多路驱动模块，图像获取模块采用OV7670摄像头驱动模块，图像分析模块的主要功能是分析视觉效果是否合适，采用普通单片机即可，如stm32f407，运算元件采用普通单片机即可，如stm32f407，多路驱动模块采用晶门科技背光驱动模块IC SSD1317，多路驱动模块包括若干数量的背光单元，背光单元形成m*n阶矩阵式的排列方式，摄像头2连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组1，摄像头2采集其视野范围内的光照情况，将光照情况传递到图像获取模块，图像获取模块获取图像后，将图像信息传递给图像分析模块，图像分析模块将分析结果传递到运算单元，运算单元做出决策控制多路驱动模块，多路驱动模块控制液晶显示模组1进行亮度调节，摄像头通过柔性支架3连接在液晶显示模组的上面，或者摄像头通过一个立式的刚性支架4与护栏整合到一起。
本实施例中，柔性支架3的设计方便对摄像头拍摄角度的调整，或者用刚性支架4与护栏整合到一起后节约空间、减少占地。
实施例三
如图1至图4所示，一种液晶显示设备的亮度控制***及控制方法，包括液晶显示模组1、摄像头2和电源管理***，液晶显示模组1采用京东方液晶模组MV190E0M-N10，摄像头采用OV7670摄像头，摄像头2设在液晶显示模组1前面，摄像头能够拍摄液晶显示模组的亮度，摄像头也能拍摄液晶显示模组周围环境的光照的强度，电源管理***设置在液晶显示模组1内，电源管理***包括图像获取模块、运算单元、图像分析模块、多路驱动模块，图像获取模块采用OV7670摄像头驱动模块，图像分析模块的主要功能是分析视觉效果是否合适，采用普通单片机即可，如stm32f407，运算元件采用普通单片机即可，如stm32f407，多路驱动模块采用晶门科技背光驱动模块IC SSD1317，多路驱动模块包括若干数量的背光单元，背光单元形成m*n阶矩阵式的排列方式，摄像头2连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组1，摄像头2采集其视野范围内的光照情况，将光照情况传递到图像获取模块，图像获取模块获取图像后，将图像信息传递给图像分析模块，图像分析模块将分析结果传递到运算单元，运算单元做出决策控制多路驱动模块，多路驱动模块控制液晶显示模组1进行亮度调节，整个显示器的背光***由m*n矩阵式背光单元组成，每个背光单元充当若干数量的LCD像素阵列的背光模块。
为了解释本电源管理***内的机理，首先引入几个变量：
Vi,j为每个背光单元的驱动电压；
Si为第i次调整后的驱动电压序列，有V1,1,V1,2,……V1,n,V2,1,V2,2,……V2,n,……,Vm,1,Vm,2,……Vm,n
Mi为第i次调整后图像获取模块获取到的图像中，显示器显示的内容的亮度；
Oi为第i次调整后图像获取模块获取到的图像中，显示器显示的内容色彩均衡度；
Bi为第i次调整后图像获取模块获取到的图像中，显示器背后环境的亮度。显示器显示的内容的亮度应超过背景的亮度的1.5倍，满足用眼舒适度。电源管理策略的伪代码为：
While(Mi-1.5*Bi>0)
{
dVi，j＝∑Si+1－∑Si
if(dE<＝0)
Si＝Si+1
Else
{
Si＝Si+1
}
//T0为亮度差和色彩均衡度的标称评价值，其值大于实验工程中的9×Mi+Oi，以确保此值小于1
}。
本实施例中，优化原动力是Si整列，Mi、Bi仅是判据所需要的中间量，由图像分析模块获得，而Si整列是从一个默认的亮度偏高的驱动电压往下减，减到刚刚能看得清为止，使得整个控制***达到最佳节能状态。

Claims (4)

1.一种液晶显示设备的亮度控制***，其特征在于：包括液晶显示模组(1)、摄像头(2)和电源管理***，所述摄像头(2)设在液晶显示模组(1)前面，所述电源管理***设置在液晶显示模组(1)内，所述电源管理***包括运图像获取模块、算单元、图像分析模块、多路驱动模块，所述多路驱动模块包括若干数量的背光单元，背光单元形成m*n阶矩阵式的排列方式，摄像头连接图像获取模块，图像获取模块连接图像分析模块，图像分析模块连接运算单元，运算单元连接多路驱动模块，多路驱动模块连接液晶显示模组(1)。
2.根据权利要求1所述的一种液晶显示设备的亮度控制***，其特征在于：所述摄像头通过柔性支架(3)连接在液晶显示模组(1)的上面，或者摄像头(2)通过一个立式的刚性支架(4)与护栏整合到一起。
3.基于权利要求1所述的一种液晶显示设备的亮度控制***的控制方法，其特征在于：所述摄像头(2)采集其视野范围内的光照情况，将光照情况传递到图像获取模块，图像获取模块获取图像后传递到图像分析模块，图像分析模块将分析结果传递到运算单元，运算单元做出决策控制多路驱动模块，多路驱动模块控制液晶显示模组(1)进行亮度调节。
4.根据权利要求3所述的一种液晶显示设备的亮度控制***的控制方法，其特征在于：多路驱动模块采用逐步收敛的方法，在确保用亮度差和色彩均衡度表达的视觉效果达标的情况下，获得显示器背光驱动阵列的最优驱动电压。
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