CN104392707A - 一种基于环境光照强度的lcm显示系统和显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于环境光照强度的LCM显示系统，以及利用该设置在移动终端设备上的LCM显示系统实现的LCM显示方法。该方法包含：S1、采集并处理移动终端设备所处环境的光照强度；S2、判断采集到的环境光照强度是否大于光照强度阈值；如是，输出黑白灰度显示指令并执行S3；如否，输出彩色显示指令并执行S4；S3、利用黑白灰度显示数据采用黑白灰度显示模式进行图像显示；S4、利用彩色显示数据采用彩色显示模式进行图像显示。本发明能根据所处的外界环境光照强度的不同，自动选择是采用黑白显示模式还是彩色显示模式进行图像显示，有效提高强光下的显示能力，并减低显示功耗。

Description

一种基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法

技术领域

本发明涉及一种LCM（LCD Module，Liquid Crystal Display Module，液晶显示器模组）显示系统和显示方法，具体是指一种应用于移动终端设备的基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法。

背景技术

随着通讯科技的进步发展，目前已经被广泛使用的移动终端设备，其越来越大的显示屏幕给用户带来了畅快的视觉体验。现有的移动终端设备的LCM显示技术主要是采用透射或半透射半反射背光技术，因此，只要移动终端设备的显示屏幕处于工作状态，背光就会被一直点亮并消耗电量。同时也由于移动终端设备的显示屏幕的尺寸增大，因此对背光亮度的要求也大大提高，进而导致了移动终端设备的功耗变的更大。

另外，虽然半透射半反射的显示屏幕虽然改善了在强光下的显示效果，但是用户想要很容易的看清楚显示内容仍然比较困难。并且由于显示屏幕的背光会直接透射到用户的眼睛中，长时间的使用会造成用户的视觉疲劳和不适，严重的时候甚至对用户的视力造成损害。

基于上述，亟需提出一种能够有效基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法，不仅能够提高移动终端设备在强光下的显示能力，也能够降低功耗，并且缓解用户的视觉疲劳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法，能根据所处的外界环境光照强度的不同，自动选择是采用黑白显示模式还是彩色显示模式进行图像显示，有效提高强光下的显示能力，并减低显示功耗。

为了达到上述目的，本发明提供一种基于环境光照强度的LCM显示系统，其设置在移动终端设备上，包含：光强采集模块，采集并处理当前移动终端设备所处环境的光照强度；控制模块，与所述的光强采集模块连接，判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块输出黑白灰度显示指令；如否，控制模块输出彩色显示指令；主板模块，与所述的控制模块连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据和彩色显示数据；LCM显示模块，与所述的主板模块连接，当接收到黑白灰度显示指令时，LCM显示模块接收主板模块中存储的黑白灰度显示数据，并采用黑白灰度显示模式进行图像显示；当接收到彩色显示指令时，LCM显示模块接收主板模块中存储的彩色显示数据，并采用彩色显示模式进行图像显示。

所述的光强采集模块包含：光敏传感器，采集当前移动终端设备所处环境的光照强度；放大单元，分别与所述的光敏传感器以及控制模块连接，对由光敏传感器获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块。

所述的主板模块包含：彩色Framebuffer单元，与所述的控制模块连接，存储需要进行图像显示的彩色显示数据；转换单元，与所述的彩色Framebuffer单元连接，将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据；黑白灰度Framebuffer单元，与所述的转换单元连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据。

所述的LCM显示模块包含：透射液晶显示器，与所述的彩色Framebuffer单元连接，该透射液晶显示器的上偏光片上涂覆有一层半反射半透射薄膜；在彩色显示模式时，接收彩色Framebuffer单元的彩色显示数据并进行彩色图像显示，在黑白灰度显示模式时，保持黑屏状态不工作；黑白灰度液晶面板，与所述的黑白灰度Framebuffer单元连接且设置在所述的透射液晶显示器的上方，该黑白灰度液晶面板与透射液晶显示器具有相同的分辨率，且对应像素位置保持一致；在黑白灰度显示模式时，接收黑白灰度Framebuffer单元的黑白灰度显示数据并进行黑白图像显示，在彩色显示模式时，保持透明状态不工作。

本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统，还包含定时模块，与所述的光强采集模块中的光敏传感器连接，用于根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间控制光敏传感器进行环境光照强度的采集，并相应选择黑白灰度显示模式或彩色显示模式来显示图像。

本发明还提供一种基于环境光照强度的LCM显示方法，利用上述设置在移动终端设备上的LCM显示系统实现，包含以下步骤：

S1、光强采集模块采集并处理当前移动终端设备所处的环境的光照强度；

S2、控制模块判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块输出黑白灰度显示指令并执行S3；如否，控制模块输出彩色显示指令并执行S4；

S3、主板模块接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的黑白灰度显示数据发送至LCM显示模块，并采用黑白灰度显示模式进行图像显示；

S4、主板模块接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至LCM显示模块，并采用彩色显示模式进行图像显示。

所述的S1包含以下步骤：

S11、光敏传感器采集当前移动终端设备所处环境的光照强度；

S12、放大单元对由光敏传感器获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块。

所述的S3包含以下步骤：

S31、彩色Framebuffer单元接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至转换单元；

S32、转换单元将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度Framebuffer单元；

S33、黑白灰度Framebuffer单元存储接收到的黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度液晶面板；

S34、黑白灰度液晶面板将接收到的黑白灰度显示数据进行黑白图像显示，且透射液晶显示器保持黑屏状态不工作，外界光线透过黑白灰度液晶面板后照射到半反射半透射薄膜上并被部分反射，在为黑白灰度液晶面板提供背光源的同时也再次透过黑白灰度液晶面板射入用户眼睛中，使黑白灰度液晶面板上显示的黑白图像被用户眼睛捕捉到。

所述的S4包含以下步骤：

S41、彩色Framebuffer单元接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至透射液晶显示器；

S42、透射液晶显示器将接收到的彩色显示数据进行彩色图像显示，且黑白灰度液晶面板保持透明状态不工作，透射液晶显示器的背光透过或者部分透过透射液晶显示器的显示面板、半反射半透射薄膜以及呈透明状态的黑白灰度液晶面板，射入用户眼睛中，使透射液晶显示器上显示的彩色图像被用户眼睛捕捉到。

本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示方法，还包含：S5、定时模块根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间循环执行S1～S4，直至移动终端设备的显示屏关闭。

综上所述，本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法，通过结合透射液晶显示器（彩色显示器）和黑白灰度液晶面板（黑白显示器），使得移动终端设备能够根据所处的外界环境光照强度的不同，来自动选择是采用黑白显示模式还是彩色显示模式，使得移动终端设备始终处于合适的显示模式下工作，有效提高其在强光下的显示能力，缓解用户长时间使用而产生的视觉疲劳，并能够减低显示功耗。

附图说明

图1为本发明中的基于环境光照强度的LCM显示系统的结构示意图；

图2为本发明中的LCM显示模块的结构示意图；

图3为本发明中的LCM显示模块在黑白灰度显示模式时的工作原理图；

图4为本发明中的LCM显示模块在彩色显示模式时的工作原理图；

图5为本发明中的基于环境光照强度的LCM显示方法的流程图；

图6为本发明中的采集并处理环境光照强度的流程图；

图7为本发明中的黑白灰度显示模式的流程图；

图8为本发明中的彩色显示模式的流程图。

具体实施方式

以下结合图1～图8，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示，为本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统，其设置在移动终端设备上，包含：光强采集模块1，采集并处理当前移动终端设备所处环境的光照强度；控制模块2，与所述的光强采集模块1连接，判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块2输出黑白灰度显示指令；如否，控制模块2输出彩色显示指令；主板模块3，与所述的控制模块2连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据和彩色显示数据；LCM显示模块4，与所述的主板模块3连接，根据控制模块2输出的显示指令，接收主板模块3中存储的对应的显示数据以采用对应的显示模式进行图像显示；即当控制模块2输出黑白灰度显示指令时，LCM显示模块4接收主板模块3中存储的黑白灰度显示数据，并采用黑白灰度显示模式进行图像显示，当控制模块2输出彩色显示指令时，LCM显示模块4接收主板模块3中存储的彩色显示数据，并采用彩色显示模式进行图像显示。

所述的移动终端设备为手机、平板电脑或PDA等。

所述的光强采集模块1包含：光敏传感器11，采集当前移动终端设备所处环境的光照强度；放大单元12，分别与所述的光敏传感器11以及控制模块2连接，对由光敏传感器11获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块2。

所述的主板模块3包含：彩色Framebuffer单元31，与所述的控制模块2连接，存储需要进行图像显示的彩色显示数据；转换单元33，与所述的彩色Framebuffer单元31连接，将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据；黑白灰度Framebuffer单元32，与所述的转换单元33连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据。

由于本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统，是能根据外界环境光照强度来选择黑白灰度显示模式或彩色显示模式的。相比于现有技术中只能采用彩色显示模式进行图像显示的移动终端设备，需要再多设置一个黑白灰度Framebuffer单元32，用于保存黑白灰度显示数据。当采用彩色显示模式时，与现有技术中相一致，只需将保存在彩色Framebuffer单元31中的彩色显示数据发送至LCM显示模块4进行显示即可。而当采用黑白灰度显示模式时，则首先需要将保存在彩色Framebuffer单元31中的彩色显示数据通过转换单元33转换为黑白灰度显示数据，将该黑白灰度显示数据缓存在黑白灰度Framebuffer单元32中，并发送至LCM显示模块4进行显示。

本实施例中，所述的彩色Framebuffer单元31中保存24位彩色显示数据，所述的24位彩色显示数据用3个字节表示一个像素，每个字节分别表示红Red、绿Green、蓝Blue分量；所述的黑白灰度Framebuffer单元32中保存8位黑白灰度显示数据，所述的8位黑白灰度显示数据用一个字节表示一个像素gray。将24位彩色显示数据转换为8位黑白灰度显示数据的转换公式为：

gray = (0.114*Blue+0.587*Green+0.299*Red)；

如果采用的是四位灰度图片进行显示的话，则取灰度值gary_4bits为：

gary_4bits = gary/16。

如图2所示，所述的LCM显示模块4包含：透射液晶显示器41，与所述的彩色Framebuffer单元31连接，该透射液晶显示器41的上偏光片上涂覆有一层半反射半透射薄膜43，在彩色显示模式时，接收彩色Framebuffer单元31的彩色显示数据并进行彩色图像显示，在黑白灰度显示模式时，保持黑屏状态不工作；黑白灰度液晶面板42，与所述的黑白灰度Framebuffer单元32连接且设置在所述的透射液晶显示器41的上方，该黑白灰度液晶面板42与透射液晶显示器41具有相同的分辨率，且对应像素位置保持一致，在黑白灰度显示模式时，接收黑白灰度Framebuffer单元32的黑白灰度显示数据并进行黑白图像显示，在彩色显示模式时，保持透明状态不工作。

所述的透射液晶显示器41可以是但不限于IPS（In-Plane Switching，平面转换）显示屏、TFT（Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管）显示屏或AMOLED（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，有源矩阵有机发光二极管）显示屏。

所述的透射液晶显示器41和黑白灰度液晶面板42分别通过不同的硬件接口与所述的主板模块3连接。本是实施例中，以高通MSM8X25处理器为例，主板模块3可以通过LCDC（LCD Controller，液晶显示控制器）接口与黑白灰度液晶面板42连接；通过MIPI接口（Mobile Industry Processor Interface，移动产业处理器接口）与透射液晶显示器41连接。在黑白灰度显示模式时，存储在黑白灰度Framebuffer单元32内的黑白灰度显示数据通过LCDC接口发送至黑白灰度液晶面板42进行显示。在彩色显示模式时，存储在彩色Framebuffer单元31内的彩色显示数据通过MIPI接口发送至透射液晶显示器41进行显示。

如图3所示，在黑白灰度显示模式时，透射液晶显示器41保持黑屏状态不工作，外界光线6透过黑白灰度液晶面板42后照射到半反射半透射薄膜43上，其中部分光线被半反射半透射薄膜43反射，为黑白灰度液晶面板42提供背光源，使得被反射的光线再次透过黑白灰度液晶面板42射入用户眼睛中，从而黑白灰度液晶面板42上显示的黑白图像就被用户眼睛捕捉到，达到显示目的。

如图4所示，在彩色显示模式时，黑白灰度液晶面板42保持透明状态不工作，透射液晶显示器41的背光7透过或者部分透过透射液晶显示器41的显示面板、半反射半透射薄膜43以及呈透明状态的黑白灰度液晶面板42，射入用户眼睛中，使得透射液晶显示器41上显示的彩色图像被用户眼睛捕捉到，达到显示目的。

本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统，还包含定时模块5，与所述的光强采集模块1中的光敏传感器11连接，用于根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间控制光敏传感器11进行环境光照强度的采集，并相应选择黑白灰度显示模式或彩色显示模式来显示图像。

用户在使用移动终端设备的过程中，因用户本身的位置移动等各种原因，移动终端设备所处环境的光照强度会实时发生改变。因此，需要定时来采集当前环境光照强度，并及时调整图像的显示模式，使得移动终端设备始终能根据外界环境的光照强度在合适的显示模式下进行图像显示，提高移动终端设备在强光下的显示能力，同时降低显示功耗，有效缓解用户因长时间使用而导致的视觉疲劳。通常情况下，定时模块5的采集频率可以设定为每间隔100毫秒采集1次环境光照强度。

如图5所示，本发明还提供一种基于环境光照强度的LCM显示方法，其是利用上述设置在移动终端设备上的LCM显示系统实现的，包含以下步骤：

S1、光强采集模块1采集并处理当前移动终端设备所处的环境的光照强度；

S2、控制模块2判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块2输出黑白灰度显示指令并执行S3；如否，控制模块2输出彩色显示指令并执行S4；

S3、主板模块3接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的黑白灰度显示数据发送至LCM显示模块4，并采用黑白灰度显示模式进行图像显示；

S4、主板模块3接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至LCM显示模块4，并采用彩色显示模式进行图像显示。

如图6所示，所述的S1包含以下步骤：

S11、光敏传感器11采集当前移动终端设备所处环境的光照强度；

S12、放大单元12对由光敏传感器11获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块2。

如图7所示，所述的S3包含以下步骤：

S31、彩色Framebuffer单元31接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至转换单元33；

S32、转换单元33将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度Framebuffer单元32；

S33、黑白灰度Framebuffer单元32存储接收到的黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度液晶面板42；

S34、黑白灰度液晶面板42将接收到的黑白灰度显示数据进行黑白图像显示，且透射液晶显示器41保持黑屏状态不工作，外界光线透过黑白灰度液晶面板42后照射到半反射半透射薄膜43上并被部分反射，在为黑白灰度液晶面板42提供背光源的同时也再次透过黑白灰度液晶面板42射入用户眼睛中，使黑白灰度液晶面板42上显示的黑白图像被用户眼睛捕捉到。

如图8所示，所述的S4包含以下步骤：

S41、彩色Framebuffer单元31接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至透射液晶显示器41；

S42、透射液晶显示器41将接收到的彩色显示数据进行彩色图像显示，且黑白灰度液晶面板42保持透明状态不工作，透射液晶显示器41的背光透过或者部分透过透射液晶显示器41的显示面板、半反射半透射薄膜43以及呈透明状态的黑白灰度液晶面板42，射入用户眼睛中，使透射液晶显示器41上显示的彩色图像被用户眼睛捕捉到。

本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示方法，在所述的S3或S4之后还包含：S5、定时模块5根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间循环执行S1～S4，直至移动终端设备的显示屏关闭。

综上所述，本发明所提供的基于环境光照强度的LCM显示系统和显示方法，通过结合透射液晶显示器（彩色显示器）和黑白灰度液晶面板（黑白显示器），使得移动终端设备能够根据所处的外界环境光照强度的不同，来自动选择是采用黑白显示模式还是彩色显示模式，使得移动终端设备始终处于合适的显示模式下工作，有效提高其在强光下的显示能力，缓解用户长时间使用而产生的视觉疲劳，并能够减低显示功耗。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种基于环境光照强度的LCM显示系统，设置在移动终端设备上，其特征在于，包含：

光强采集模块（1），采集并处理当前移动终端设备所处环境的光照强度；

控制模块（2），与所述的光强采集模块（1）连接，判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块（2）输出黑白灰度显示指令；如否，控制模块（2）输出彩色显示指令；

主板模块（3），与所述的控制模块（2）连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据和彩色显示数据；

LCM显示模块（4），与所述的主板模块（3）连接，当接收到黑白灰度显示指令时，LCM显示模块（4）接收主板模块（3）中存储的黑白灰度显示数据，并采用黑白灰度显示模式进行图像显示；当接收到彩色显示指令时，LCM显示模块（4）接收主板模块（3）中存储的彩色显示数据，并采用彩色显示模式进行图像显示。

2.如权利要求1所述的基于环境光照强度的LCM显示系统，其特征在于，所述的光强采集模块（1）包含： 

光敏传感器（11），采集当前移动终端设备所处环境的光照强度； 

放大单元（12），分别与所述的光敏传感器（11）以及控制模块（2）连接，对由光敏传感器（11）获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块（2）。

3.如权利要求1所述的基于环境光照强度的LCM显示系统，其特征在于，所述的主板模块（3）包含： 

彩色Framebuffer单元（31），与所述的控制模块（2）连接，存储需要进行图像显示的彩色显示数据；

转换单元（33），与所述的彩色Framebuffer单元（31）连接，将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据；

黑白灰度Framebuffer单元（32），与所述的转换单元（33）连接，存储需要进行图像显示的黑白灰度显示数据。

4.如权利要求3所述的基于环境光照强度的LCM显示系统，其特征在于，所述的LCM显示模块（4）包含：

透射液晶显示器（41），与所述的彩色Framebuffer单元（31）连接，该透射液晶显示器（41）的上偏光片上涂覆有一层半反射半透射薄膜（43）；在彩色显示模式时，接收彩色Framebuffer单元（31）的彩色显示数据并进行彩色图像显示，在黑白灰度显示模式时，保持黑屏状态不工作；

黑白灰度液晶面板（42），与所述的黑白灰度Framebuffer单元（32）连接且设置在所述的透射液晶显示器（41）的上方，该黑白灰度液晶面板（42）与透射液晶显示器（41）具有相同的分辨率，且对应像素位置保持一致；在黑白灰度显示模式时，接收黑白灰度Framebuffer单元（32）的黑白灰度显示数据并进行黑白图像显示，在彩色显示模式时，保持透明状态不工作。

5.如权利要求2所述的基于环境光照强度的LCM显示系统，其特征在于，还包含定时模块（5），与所述的光敏传感器（11）连接，用于根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间控制光敏传感器（11）进行环境光照强度的采集。

6.一种基于环境光照强度的LCM显示方法，利用上述任一权利要求中所述的设置在移动终端设备上的LCM显示系统实现，其特征在于，包含以下步骤：

S1、光强采集模块（1）采集并处理当前移动终端设备所处的环境的光照强度；

S2、控制模块（2）判断采集到的环境光照强度是否大于预先设定的光照强度阈值；如是，控制模块（2）输出黑白灰度显示指令并执行S3；如否，控制模块（2）输出彩色显示指令并执行S4；

S3、主板模块（3）接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的黑白灰度显示数据发送至LCM显示模块（4），并采用黑白灰度显示模式进行图像显示；

S4、主板模块（3）接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至LCM显示模块（4），并采用彩色显示模式进行图像显示。

7.如权利要求6所述的基于环境光照强度的LCM显示方法，其特征在于，所述的S1包含以下步骤：

S11、光敏传感器（11）采集当前移动终端设备所处环境的光照强度；

S12、放大单元（12）对由光敏传感器（11）获取的环境光照强度进行放大处理并传输至控制模块（2）。

8.如权利要求6所述的基于环境光照强度的LCM显示方法，其特征在于，所述的S3包含以下步骤：

S31、彩色Framebuffer单元（31）接收黑白灰度显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至转换单元（33）；

S32、转换单元（33）将彩色显示数据转换为黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度Framebuffer单元（32）；

S33、黑白灰度Framebuffer单元（32）存储接收到的黑白灰度显示数据，并发送至黑白灰度液晶面板（42）；

S34、黑白灰度液晶面板（42）将接收到的黑白灰度显示数据进行黑白图像显示，且透射液晶显示器（41）保持黑屏状态不工作，外界光线透过黑白灰度液晶面板（42）后照射到半反射半透射薄膜（43）上并被部分反射，在为黑白灰度液晶面板（42）提供背光源的同时也再次透过黑白灰度液晶面板（42）射入用户眼睛中，使黑白灰度液晶面板（42）上显示的黑白图像被用户眼睛捕捉到。

9.如权利要求6所述的基于环境光照强度的LCM显示方法，其特征在于，所述的S4包含以下步骤：

S41、彩色Framebuffer单元（31）接收彩色显示指令，将存储在其中的彩色显示数据发送至透射液晶显示器（41）；

S42、透射液晶显示器（41）将接收到的彩色显示数据进行彩色图像显示，且黑白灰度液晶面板（42）保持透明状态不工作，透射液晶显示器（41）的背光透过或者部分透过透射液晶显示器（41）的显示面板、半反射半透射薄膜（43）以及呈透明状态的黑白灰度液晶面板（42），射入用户眼睛中，使透射液晶显示器（41）上显示的彩色图像被用户眼睛捕捉到。

10.如权利要求6所述的基于环境光照强度的LCM显示方法，其特征在于，还包含：S5、定时模块（5）根据采集频率进行定时控制，每间隔一段时间循环执行S1～S4，直至移动终端设备的显示屏关闭。