液晶電視亮度感應自動控制的設計

摘要：文章對液晶電視亮度感應自動控制存在的問題進行了深入探討，并提出了對應的改進和防范措施。通過亮度感應器，采集到周圍環(huán)境的亮度；進行多次采樣自動校正算法，減少外界環(huán)境亮度變化的干擾，得到穩(wěn)定的亮度；通過模擬遲滯比較算法，減少亮度忽亮忽暗的變化，設定穩(wěn)定的控制液晶面板背光的脈寬調制信號；由脈寬調制信號對液晶面板背光進行調整得到自適應環(huán)境的最舒服的畫面亮度。
關鍵詞：液晶電視；亮度；感應器；脈寬調制

0 引言
隨著數字技術的突飛猛進，以及液晶電視機功能的越來越齊全，使用戶能夠進行頻道、顏色、亮度、對比度、音量等個性化的設置。亮度是彩色液晶電視機質量的一個指標，在現有的液晶電視中，使用者可以通過調整OSD菜單項進行調亮或者調暗，但是不能根據當前周圍環(huán)境的亮暗，自動進行亮度調整。因此，如何使個人在看液晶電視時避免眼睛疲勞，隨時都能在最舒服的亮度下欣賞節(jié)目，成為影響液晶電視進一步提升的重要瓶頸。在白天陽光強烈或顯示屏有反光現象時，如果此時液晶背光板亮度不夠，就不能清楚地欣賞節(jié)目和操作；在黃昏或光源較暗的時候，如果液晶背光板亮度太強，使用者會感受到刺眼的感覺，眼睛易疲勞。因此要實現適合人眼觀看的液晶電視亮度，關鍵是亮度感應自動控制。

1 亮度感應自動控制的功能
脈寬調制(PWM)是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術，廣泛應用在測量、通信到功率控制與變換的許多領域中。PWM是一種對模擬信號電平進行數字編碼的方法。通過高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來對一個具體模擬信號的電平進行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時刻，滿幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(OFF)。電壓或電流源是以一種通(ON)或斷(OFF)的重復脈沖序列被加到模擬負載上去的。通的時候即是直流供電被加到負載上的時候，斷的時候即是供電被斷開的時候。
亮度感應自動控制是通過亮度感應器，采集到周圍環(huán)境的亮度，液晶電視中央處理器自動根據周圍環(huán)境的亮度設定穩(wěn)定的控制液晶面板背光的PWM信號，由PWM信號對液晶面板背光進行調整，得到自適應環(huán)境的最舒服的畫面亮度。在白天陽光強烈時或顯示屏有反光現象時，此時液晶背光板亮度不夠，液晶電視自動調高亮度，使得用戶能夠清楚地欣賞節(jié)目和操作；在黃昏或光源較暗的時候，液晶電視自動調低亮度，那么降低了液晶背光板的亮度，用戶就不會有刺眼的感覺，眼睛不易疲勞，不容易會引起眼力勞損，出現視力模糊或視力下降等癥狀。

2 亮度感應自動控制存在的問題
現有的液晶電視的亮度自動控制方法不理想，當周圍環(huán)境亮度突然變亮，液晶電視即自動啟動調亮亮度；當周圍環(huán)境亮度突然變暗，液晶電視即自動啟動調暗亮度。由于周圍環(huán)境亮度由亮變暗，由暗變亮的變化時間非常短，液晶電視也自動跟著調整由暗變亮，由亮變暗，這樣在液晶屏幕上所看到的忽亮忽暗的變化，大大影響用戶欣賞節(jié)目，同時加大眼睛疲勞度。所以為了解決亮度能夠自動控制，又不引起畫面忽亮忽暗，讓用戶隨時都能在最舒服的亮度下欣賞節(jié)目，成為影響液晶電視進一步提升的重要瓶頸。亮度感應自動控制存在的問題，主要表現在以下幾個方面：
2．1 亮度感應自動控制環(huán)境不穩(wěn)定因素
(1) 光線的變化。液晶電視的亮度感應器對周圍環(huán)境亮度的變化非常敏感，但是周圍環(huán)境亮度受多種因素的影響，環(huán)境燈光的開關，例如室內裝飾燈、日光燈，會引起亮度的變化；自然太陽光光線照射進來，亮度變亮，當太陽光光線被烏云遮蔽，亮度變暗；
(2) 運動物體。周圍環(huán)境物體的移動，包括人的移動，產生陰影引起亮度的變化，進而影響到液晶電視的亮度自動控制。
2．2 液晶電視結構的限制
亮度感應自動控制用感應器的感光效果，還受到感應器安裝在液晶電視的位置，安裝感應器塑膠殼子上的開孔孔徑，安裝感應器的角度等影響。
(1) 感應器安裝位置。一般感應器接受器安裝在液晶電視的前殼上，如果安裝在殼子的正中央位置，接受光線的效果會比較好，但是會影響到整機外觀。為了不影響到整個外觀，所以一般感應器接受器安裝在前殼的右下腳位置，在LED指示燈邊上。
(2)感應器開孔孔徑。感應器接受器安裝在液晶電視的前殼上，開孔的孔徑大小也會影響到光的接受，如果開孔的孔徑足夠大，提高接受光線的效果，但是會影響到整機外觀， 所以一般殼子的開孔的孔徑至少為感應器接受器的孔徑大小。
(3)感應器有效接收角度。有些液晶電視的前框殼子，由于造型的要求，會有些斜邊的角度，如果感應器接受器安裝在斜邊的位置上，將會影響感應器的光感應接收。
2．3 軟體系統(tǒng)存在不完善
軟體系統(tǒng)的設計邏輯架構的合理性，軟體偵側感應器的方法是影響到亮度感應自動控制的主要因素，其中主要因子是偵側的時間和次數。如果偵側的時間和次數太短，感應器接受器不夠穩(wěn)定，造成亮度感應自動控制啟動過于頻繁；如果偵側的時間和次數過長，感應器接
受器接收到的也許是過時數據，不能實時反饋周圍環(huán)境亮度的變化，造成亮度感應自動控制啟動反應較遲鈍。通常在OSD菜單上，設計一項亮度感應自動控制啟動／關閉可選開關。如果開關選擇關閉，將禁止亮度感應自動控制，即畫面亮度不會由于環(huán)境亮度的變化而改變。另外，液晶電視機器本身故障、元器件損壞，也會影響到軟體的亮度感應自動控制。