液晶電視亮度感應(yīng)自動(dòng)控制的設(shè)計(jì)

摘要：文章對(duì)液晶電視亮度感應(yīng)自動(dòng)控制存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，并提出了對(duì)應(yīng)的改進(jìn)和防范措施。通過(guò)亮度感應(yīng)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(wěn)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(shè)定穩(wěn)定的控制液晶面板背光的脈寬調(diào)制信號(hào)；由脈寬調(diào)制信號(hào)對(duì)液晶面板背光進(jìn)行調(diào)整得到自適應(yīng)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(yīng)器；脈寬調(diào)制

0 引言
隨著數(shù)字技術(shù)的突飛猛進(jìn)，以及液晶電視機(jī)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(duì)比度、音量等個(gè)性化的設(shè)置。亮度是彩色液晶電視機(jī)質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)，在現(xiàn)有的液晶電視中，使用者可以通過(guò)調(diào)整OSD菜單項(xiàng)進(jìn)行調(diào)亮或者調(diào)暗，但是不能根據(jù)當(dāng)前周?chē)h(huán)境的亮暗，自動(dòng)進(jìn)行亮度調(diào)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(jié)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(qiáng)烈或顯示屏有反光現(xiàn)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(jié)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(qiáng)，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(xiàn)適合人眼觀看的液晶電視亮度，關(guān)鍵是亮度感應(yīng)自動(dòng)控制。

1 亮度感應(yīng)自動(dòng)控制的功能
脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來(lái)對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。PWM是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o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(fù)脈沖序列被加到模擬負(fù)載上去的。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)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(yīng)自動(dòng)控制是通過(guò)亮度感應(yīng)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(jù)周?chē)h(huán)境的亮度設(shè)定穩(wěn)定的控制液晶面板背光的PWM信號(hào)，由PWM信號(hào)對(duì)液晶面板背光進(jìn)行調(diào)整，得到自適應(yīng)環(huán)境的最舒服的畫(huà)面亮度。在白天陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí)或顯示屏有反光現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)液晶背光板亮度不夠，液晶電視自動(dòng)調(diào)高亮度，使得用戶(hù)能夠清楚地欣賞節(jié)目和操作；在黃昏或光源較暗的時(shí)候，液晶電視自動(dòng)調(diào)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(xiàn)視力模糊或視力下降等癥狀。

2 亮度感應(yīng)自動(dòng)控制存在的問(wèn)題
現(xiàn)有的液晶電視的亮度自動(dòng)控制方法不理想，當(dāng)周?chē)h(huán)境亮度突然變亮，液晶電視即自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)亮亮度；當(dāng)周?chē)h(huán)境亮度突然變暗，液晶電視即自動(dòng)啟動(dòng)調(diào)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)跟著調(diào)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(jié)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(jié)目，成為影響液晶電視進(jìn)一步提升的重要瓶頸。亮度感應(yīng)自動(dòng)控制存在的問(wèn)題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
2．1 亮度感應(yīng)自動(dòng)控制環(huán)境不穩(wěn)定因素
(1) 光線(xiàn)的變化。液晶電視的亮度感應(yīng)器對(duì)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(nèi)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(dāng)太陽(yáng)光光線(xiàn)被烏云遮蔽，亮度變暗；
(2) 運(yùn)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(jié)構(gòu)的限制
亮度感應(yīng)自動(dòng)控制用感應(yīng)器的感光效果，還受到感應(yīng)器安裝在液晶電視的位置，安裝感應(yīng)器塑膠殼子上的開(kāi)孔孔徑，安裝感應(yīng)器的角度等影響。
(1) 感應(yīng)器安裝位置。一般感應(yīng)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(jī)外觀。為了不影響到整個(gè)外觀，所以一般感應(yīng)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(yīng)器開(kāi)孔孔徑。感應(yīng)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(jī)外觀， 所以一般殼子的開(kāi)孔的孔徑至少為感應(yīng)器接受器的孔徑大小。
(3)感應(yīng)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(yīng)器接受器安裝在斜邊的位置上，將會(huì)影響感應(yīng)器的光感應(yīng)接收。
2．3 軟體系統(tǒng)存在不完善
軟體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邏輯架構(gòu)的合理性，軟體偵側(cè)感應(yīng)器的方法是影響到亮度感應(yīng)自動(dòng)控制的主要因素，其中主要因子是偵側(cè)的時(shí)間和次數(shù)。如果偵側(cè)的時(shí)間和次數(shù)太短，感應(yīng)器接受器不夠穩(wěn)定，造成亮度感應(yīng)自動(dòng)控制啟動(dòng)過(guò)于頻繁；如果偵側(cè)的時(shí)間和次數(shù)過(guò)長(zhǎng)，感應(yīng)器接
受器接收到的也許是過(guò)時(shí)數(shù)據(jù)，不能實(shí)時(shí)反饋周?chē)h(huán)境亮度的變化，造成亮度感應(yīng)自動(dòng)控制啟動(dòng)反應(yīng)較遲鈍。通常在OSD菜單上，設(shè)計(jì)一項(xiàng)亮度感應(yīng)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(yīng)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(jī)器本身故障、元器件損壞，也會(huì)影響到軟體的亮度感應(yīng)自動(dòng)控制。