基于人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种基于人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置，包括一环境光检测模块、与环境光检测模块连接的ＣＰＵ模块和与ＣＰＵ模块连接的液晶显示屏，其中，所述液晶显示屏包括一背光模组，环境光检测模块检测环境光并将检测信号输入ＣＰＵ模块处理，ＣＰＵ模块根据所述检测信号输出一调整信号调整背光模组的亮度，所述环境光检测模块包括一可衰减近红外光的双敏感元。本实用新型专利技术基于人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置可有效保护人的眼睛。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及可调节亮度的液晶显示装置，尤其是涉及一种基于人眼视觉特性 曲线进行亮度调节的液晶显示装置。
技术介绍
随着技术的发展，液晶显示屏已经基本上取代传统的CRT显示屏，正广泛进入广 大消费者家庭。由于液晶显示屏是通过背光模组发光透过液晶显示面板而显示图像，而背 光模组的功率是恒定不变的，一般都设为最大。因此，观看者从基本恒定的距离长时间的凝 视着同一亮度的屏幕，眼肌长时间保持在同一种状态，不能调节，看久了自然就会产生视觉 疲劳。另外，在暗环境或者夜晚时，环境光相对较弱，会因图像过亮导致刺眼；在亮环境下， 又因环境光线太亮而看不清图像。其次，背光模组亮度恒定不变，消耗功率过大，不利于节 能和环保。专利号200610060158. 3，名称为“IXD电视显示质量的自适应调节装置及方法”的 中国专利提出了一种自动调整背光亮度的方法，其通过光敏电阻或其他光感器件对环境光 进行检测，每分钟循环一次，根据检测结果在一定范围内调节背光亮度。该方法虽然实现了 显示器的亮度可调，但是，仍存在以下缺陷1、普通的光敏电阻对光反映很灵敏，人眼察觉 不到的近红外光也可能引起光敏电阻输出电流的变化，必然导致背光的变化，造成闪烁的 效果；2、背光亮度的调节是人为的按照一定的百分比来调节，调节后的效果是否符合人眼 的视觉特性也未可知。因此，该种方法只能在一定程度上实现节能，并不能达到保护人眼的 效果。因此，如何开发设计一种既可实现节能，又可保护人眼的液晶显示屏，已成为目前 急需解决的技术难题之一。
技术实现思路
本技术为了解决现有液晶显示屏不能保护人眼的技术问题，提供了一种基于 人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为设计一种基于人眼视觉特性 曲线进行亮度调节的液晶显示装置，包括一环境光检测模块、与环境光检测模块连接的CPU 模块和与CPU模块连接的液晶显示屏，其中，所述液晶显示屏包括一背光模组，环境光检测 模块检测环境光并将检测信号输入CPU模块处理，CPU模块根据所述检测信号输出一调整 信号调整背光模组的亮度，所述环境光检测模块包括一可衰减近红外光的双敏感元。所述CPU模块包括一 A/D转换模块、比较模块和一脉宽调制信号生成模块，其中， A/D转换模块接收环境光检测模块的输出的检测信号并将所述检测信号转换成数字信号输 出，比较模块根据设定的时间间隔比较当前检测信号与前一检测信号，脉宽调制信号生成 模块根据当前检测信号与前一检测信号的变化输出占空比变化的脉宽调制信号给背光模 组调整其亮度。本技术通过设置一具有双敏感元的环境光检测模块，其检测环境光并将检测 信号输入CPU模块处理，CPU模块根据所述检测信号输出一调整信号调整背光模组的亮度。 由于环境光检测模块的双敏感元可自动衰减近红外光，因此，人眼察觉不到的近红外光的 变化不再能引起背光模组的亮度的变化，消除了现有技术可能引起的闪烁，有效的保护了 人的眼睛。附图说明下面结合实施例和附图对本技术进行详细说明，其中图1是本技术零件连接原理图；图2是本技术环境光检测模块优选电路图；图3是本技术光电流与环境光强度特性曲线图；图4是本技术环境光检测模块伏安特性曲线图；图5是本技术工作原理流程图；图6是人眼视觉特性曲线图。具体实施方式本技术涉及的人眼视觉特性，特指人的视力与人眼所看到的物体的亮度的关 系。请参见图6。图6示出了人眼视觉特性曲线，其横坐标表示观测物体的亮度，即物体上 单位面积上的发光强度，其度量单位为“尼特”。纵坐标表示人的视力，即人眼能够分辩两个 距离很近物体的能力，通常称为白地黑圈兰道尔环视力。从曲线中可以看出，从0至3000尼 特的亮度范围内，视力都在随亮度而上升，视力与亮度的几乎成线性关系，即Y(E) ^KYE, 因此，人眼视力随着被观测物体的亮度增加而提高，随亮度的减弱而降低。液晶电视背光模组亮度的最大标称值通常为450尼特(cd/m2)，通常液晶电视都 是在“满幅”，即接近最大背光亮度的情况下工作，对于在光线明亮的环境下，如太阳光或强 日光灯照射的环境中，观看电视可以达到图像“通透”、彩色饱和度表现较好的效果。但对于 在暗环境下，尤其在晚上光线柔和的环境中观看电视，由于环境光很暗，此时人眼视力会有 所下降，为了能更好的分辨视线范围内的物体，瞳孔会变大，即所谓的“暗适应”。当电视机 画面呈现大面积亮场时，会有大量的强光射入人眼，从而引起人眼的不舒适，刺眼，长期观 看会造成视觉疲劳。本技术的目的就是根据人眼的视觉特性，通过检测周围环境光的亮度，来控 制液晶电视背光模组的亮度，周围环境光低，就降低背光模组的输出亮度，反之，则提升背 光模组的输出亮度。有效控制背光模组亮度降低的幅度是本技术的关键，如果降低太 多，电视图像的彩色和细节表现能力也会下降，人的视觉能力会下降太多，超出了通过瞳孔 收缩来分辨事物的范围。如果降低幅度不够，又不能实现防至液晶电视刺眼的目的。如图 6曲线中所示，横轴方向上蓝色和红色的直线分别为450尼特和300尼特，可以看出，亮度 从450尼特下降到300尼特，人眼的视觉能力有一定的下降，为了更好的分辨事物，人眼瞳 孔会张大，如果此时电视机亮度也下降一定的幅度，就可以防止大量的强光进入人眼，改善 了刺眼的问题。虽然300尼特下电视图像的表现能力略有下降，但通过动态调节对比度和 彩色饱和度，仍然能够达到较好的图像效果。本技术主要通过基于人眼视觉特性的IXD图像亮度自适应调节的方法，采用 的环境光检测模块内置双敏感元，自动衰减近红外，光谱响应接近人眼函数曲线，有效解决 液晶电视刺眼的问题，保护人眼。请参阅图1。本技术基于人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置主 要包括基于人眼光感应曲线的环境光检测模块、CPU模块、IXD显示屏。其中环境光检测模块包括一双敏感元和一放大过滤电路，其中，双敏感元检测周围环 境光的变化，将其转换为随环境光变化的光电流，并可衰减近红外光，光谱响应接近人眼函 数曲线。其将光信号转变成电信号输出给放大过滤电路。放大过滤电路放大双敏感元传来 的检测信号，并将其放大、过滤后输出给CPU模块处理。请一并参阅图2。图2示出了一具体环境光检测模块电路图，其中其中U1303为光 感元件，该元件可将光信号转为电信号，经3脚(IO)输出，U1302A为运算放大器，将U1303 输出的直流电平进行放大，经周围设置的电阻R、电容C等分离元件进行滤波去干扰，以便 于后续CPU模块对直流电平进行采样、量化。请参阅图3、图4。图3为光电流与环境光强度特性曲线，由图可知，从0至3000 尼特的亮度范围内，光电流与环境光强度呈线性变化，S卩I KIE。图4为伏安特性曲线， 电压随光电流在正常工作范围内几乎成正比关系变化，即V KvI0所以，环境光检测模块 输出的电压与环境光强度的关系即V(E) ^ KvKIE ^ KE,即环境光检测模块输出的电压随 环境光强度成正比变化。而根据前述图6的人眼视觉特性曲线可知Y(E) KYE，即人眼视 力随环境光强度成正比变化。因此，环境光检测模块输出的电压和人眼视力都与环境光变 化成正比，那么环境光检测模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人眼视觉特性曲线进行亮度调节的液晶显示装置，包括一环境光检测模块、与环境光检测模块连接的ＣＰＵ模块和与ＣＰＵ模块连接的液晶显示屏，其中，所述液晶显示屏包括一背光模组；所述环境光检测模块检测环境光并将检测信号输入ＣＰＵ模块处理，ＣＰＵ模块根据所述检测信号输出一调整信号调整背光模组的亮度；其特征在于：所述环境光检测模块包括一可衰减近红外光的双敏感元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐连满，武沛钧，高永刚，姚方，孙雷，金立平，刘永斌，
申请(专利权)人：深圳创维RGB电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]