液晶電視亮度感應自動(dòng)控制的設計

摘要：文章對液晶電視亮度感應自動(dòng)控制存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，并提出了對應的改進(jìn)和防范措施。通過(guò)亮度感應器，采集到周?chē)h(huán)境的亮度；進(jìn)行多次采樣自動(dòng)校正算法，減少外界環(huán)境亮度變化的干擾，得到穩定的亮度；通過(guò)模擬遲滯比較算法，減少亮度忽亮忽暗的變化，設定穩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(jìn)行調整得到自適應環(huán)境的最舒服的畫(huà)面亮度。
關(guān)鍵詞：液晶電視；亮度；感應器；脈寬調制

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

1 亮度感應自動(dòng)控制的功能
脈寬調制(PWM)是利用微處理器的數字輸出來(lái)對模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應用在測量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。PWM是一種對模擬信號電平進(jìn)行數字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計數器的使用，方波的占空比被調制用來(lái)對一個(gè)具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。PWM信號仍然是數字的，因為在給定的任何時(shí)刻，滿(mǎn)幅值的直流供電要么完全有(ON)，要么完全無(wú)(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(shí)候即是直流供電被加到負載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。
亮度感應自動(dòng)控制是通過(guò)亮度感應器，采集到周?chē)h(huán)境的亮度，液晶電視中央處理器自動(dòng)根據周?chē)h(huán)境的亮度設定穩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(jìn)行調整，得到自適應環(huán)境的最舒服的畫(huà)面亮度。在白天陽(yáng)光強烈時(shí)或顯示屏有反光現象時(shí)，此時(shí)液晶背光板亮度不夠，液晶電視自動(dòng)調高亮度，使得用戶(hù)能夠清楚地欣賞節目和操作；在黃昏或光源較暗的時(shí)候，液晶電視自動(dòng)調低亮度，那么降低了液晶背光板的亮度，用戶(hù)就不會(huì )有刺眼的感覺(jué)，眼睛不易疲勞，不容易會(huì )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(dòng)控制存在的問(wèn)題
現有的液晶電視的亮度自動(dòng)控制方法不理想，當周?chē)h(huán)境亮度突然變亮，液晶電視即自動(dòng)啟動(dòng)調亮亮度；當周?chē)h(huán)境亮度突然變暗，液晶電視即自動(dòng)啟動(dòng)調暗亮度。由于周?chē)h(huán)境亮度由亮變暗，由暗變亮的變化時(shí)間非常短，液晶電視也自動(dòng)跟著(zhù)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(hù)欣賞節目，同時(shí)加大眼睛疲勞度。所以為了解決亮度能夠自動(dòng)控制，又不引起畫(huà)面忽亮忽暗，讓用戶(hù)隨時(shí)都能在最舒服的亮度下欣賞節目，成為影響液晶電視進(jìn)一步提升的重要瓶頸。亮度感應自動(dòng)控制存在的問(wèn)題，主要表現在以下幾個(gè)方面：
2．1 亮度感應自動(dòng)控制環(huán)境不穩定因素
(1) 光線(xiàn)的變化。液晶電視的亮度感應器對周?chē)h(huán)境亮度的變化非常敏感，但是周?chē)h(huán)境亮度受多種因素的影響，環(huán)境燈光的開(kāi)關(guān)，例如室內裝飾燈、日光燈，會(huì )引起亮度的變化；自然太陽(yáng)光光線(xiàn)照射進(jìn)來(lái)，亮度變亮，當太陽(yáng)光光線(xiàn)被烏云遮蔽，亮度變暗；
(2) 運動(dòng)物體。周?chē)h(huán)境物體的移動(dòng)，包括人的移動(dòng)，產(chǎn)生陰影引起亮度的變化，進(jìn)而影響到液晶電視的亮度自動(dòng)控制。
2．2 液晶電視結構的限制
亮度感應自動(dòng)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(kāi)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(xiàn)的效果會(huì )比較好，但是會(huì )影響到整機外觀(guān)。為了不影響到整個(gè)外觀(guān)，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(kāi)孔孔徑。感應器接受器安裝在液晶電視的前殼上，開(kāi)孔的孔徑大小也會(huì )影響到光的接受，如果開(kāi)孔的孔徑足夠大，提高接受光線(xiàn)的效果，但是會(huì )影響到整機外觀(guān)， 所以一般殼子的開(kāi)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(huì )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(huì )影響感應器的光感應接收。
2．3 軟體系統存在不完善
軟體系統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(dòng)控制的主要因素，其中主要因子是偵側的時(shí)間和次數。如果偵側的時(shí)間和次數太短，感應器接受器不夠穩定，造成亮度感應自動(dòng)控制啟動(dòng)過(guò)于頻繁；如果偵側的時(shí)間和次數過(guò)長(cháng)，感應器接
受器接收到的也許是過(guò)時(shí)數據，不能實(shí)時(shí)反饋周?chē)h(huán)境亮度的變化，造成亮度感應自動(dòng)控制啟動(dòng)反應較遲鈍。通常在OSD菜單上，設計一項亮度感應自動(dòng)控制啟動(dòng)／關(guān)閉可選開(kāi)關(guān)。如果開(kāi)關(guān)選擇關(guān)閉，將禁止亮度感應自動(dòng)控制，即畫(huà)面亮度不會(huì )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(huì )影響到軟體的亮度感應自動(dòng)控制。