[发明专利]户外全彩LED大屏幕显示屏的自动亮度控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED大屏幕显示屏亮度控制技术。

背景技术

户外全彩LED大屏幕显示屏在多媒体、广告业中得到了广泛的应用。它可以播放音、视频节目，广告冲击力更大；它可以提升城市科技水平，丰富城市居民文化生活。它在所有的环境光下都是可见的，所以要在环境光暗的时候把大屏幕的灰度调低点不至于太亮了晃眼；在环境光比较亮的时候把大屏幕的灰度调高点以免太暗了看不清楚。当然，在较低的环境光照下，保持较低的显示亮度，这样可以大大降低电能的消耗和延长显示屏LED发光器件的寿命。

亮度是指图像的黑白层次灰度。由于人的视觉系统对亮度强弱的感受不仅与亮度本身的强弱相关，还与发光时间和点亮面积有关，因而利用人眼“视觉暂留”效应，变换发光体的点亮时间和面积来区分亮度，就会形成一种不同灰度画面的错觉，以实现全彩LED大屏幕显示屏灰度级。一般灰度级越高，所显示图像的层次越分明，图像越柔和。目前在全彩LED大屏幕显示屏上常用到的灰度控制手段是脉宽调制，脉宽调制方法是利用人眼的视觉对瞬态光强的积分特性，让器件开关态的高速转换来显示不同的灰度，在每一场内单像素开关态的占空比决定了其灰度值的大小。二进制分时脉宽调制是在显示领域中最常用到的一种脉宽调制方法，其原理是将视频图像的每场时间等分成若干二进制时间间隔或称为二进制位时间，不同的灰度级对应不同的二进制位时间。由于其控制精度高，能实现高灰度级与上亿色的显示效果，该灰度调制方式被广泛应用于LCD、PDP、OLED等数字高清显示器中。

亮度等级是对全屏亮度的整体性描述，通过改变信号脉冲的占空比实现，100％的占空比对应最大的亮度等级，每个亮度等级下都有相同的灰度等级数。这样我们可以改变显示屏的亮度而不影响它的灰度，从而，在改变显示屏亮度的同时保持显示屏所显示图象的层次分明，图象清晰、柔和。

CCD(电荷耦合器件)传感器是一种新型光电转换器件，它能存储由光产生的信号电荷。当对它施加特定时序的脉冲时，其存储的信号电荷便可在CCD内作定向传输而实现自扫描。它主要由光敏单元、输入结构和输出结构等组成。它具有光电转换、信息存贮和延时等功能，而且集成度高、功耗小，在摄像、信号处理和存贮这三大领域中得到广泛的应用。尤其是在图像传感器应用方面取得令人瞩目的发展。CCD有面阵和线阵之分，面阵是把CCD像素排成1个平面的器件；而线阵是把CCD像素排成一直线的器件。

发明内容

本发明提供一种通过测量环境光照度来自动控制户外全彩LED大屏幕显示屏的亮度的装置及方法，使户外全彩LED大屏幕显示屏的显示亮度可以随环境光照度来变化。

本发明提出的自动亮度控制装置包括用于测量环境光的光学系统、环境光传感器、数据采集卡以及将环境光照度转换成LED大屏幕的显示亮度的亮度自动控制器。

所述光学系统与环境光传感器进行光学匹配，接收并向环境光传感器传送全彩LED大屏幕显示屏的环境光。

环境光传感器的输出连接数据采集卡，将光信号转化成电信号，并传递给数据采集卡。

数据采集卡先将接收到的模拟量进行数字化转换，再与亮度自动控制器的输入端口连接。

亮度自动控制器与LED大屏幕的显示控制器相连，它先根据由数据采集卡获得的数据通过事先已设定在控制器内的查找表查找得到当前显示屏所需的显示亮度等级Bn并发出命令得到当前显示屏的亮度，然后判断显示屏当前的实际亮度是否等于这个所需的亮度等级，若是，则不需调节；若不是，则向LED大屏幕的显示控制器发出调节信号，使LED大屏幕调节到规定亮度等级。同时，亮度自动控制器通过驱动电路与环境光传感器连接，它可以发出控制命令控制CCD的暴光时间和延迟。

本发明提出的自动亮度控制方法首先是采用光学系统将LED大屏幕显示屏的环境光传递给环境光传感器。

由环境光传感器将光信号转化成电信号，并传递给数据采集卡。

数据采集卡将接收到的电信号模拟量进行数字化转换，传输给控制LED大屏幕的显示亮度的亮度自动控制器。

亮度自动控制器与LED大屏幕的显示控制器相连，它先根据由数据采集卡获得的数据通过查找表查找得到当前显示屏所需的显示亮度等级并发出命令得到当前显示屏的亮度，然后判断显示屏当前的实际亮度是否等于这个所需的亮度等级，若是，则不需调节；若不是，则调节到对应所需要的亮度等级。同时，亮度自动控制器通过驱动电路与环境光传感器连接，它可以发出控制命令控制CCD的暴光时间和延迟。