CN106792057B - 一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法 - Google Patents

一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法，系统包括交互式电视，所述交互式电视包括触控显示屏、MCU处理器、运行Android系统的主控芯片、背光板和光感模块，所述触控显示屏包括通过电连接的触控框和显示屏；所述MCU处理器与触控框通过UART接口相连用于捕捉触控框上的触控轨迹；所述主控芯片与MCU处理器通过UART接口相连用于接收MCU处理器发送的触控状态；所述主控芯片与光感模块通过I2C接口相连用于接收感光模块发送的自然环境亮度；所述主控芯片与背光板通过PWM接口相连用于根据触控状态调节所述背光板的亮度；所述背光板与显示屏相连用于控制显示屏的亮度。本发明实现了动态调整显示亮度，能够保护用户视力，提高了用户体验。

Description

一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法
技术领域
本发明涉及一种显示设备，特别是涉及一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法。
背景技术
在全世界提倡绿色节能环保、健康的大潮流下，作为取代传统黑板的交互式电视，对其人体健康保护及节能的设计理念优为重要。目前，市面上的交互式电视未采用人性化的设计，无法实现动态调整亮度。电视的显示亮度始终保持恒定，无法同时考虑近距离操作用户(应降低亮度保护视力)及远距离用户(应提高亮度便于远距离观看)的使用体验，这对于用户的视力健康是非常不利的。此外，近距离操作时，如果始终保持高亮度，会耗费较大的电量，不符合节能环保的设计理念。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法，根据触控轨迹分析出触控状态，再根据触控状态切换不同的显示亮度，实现保护用户视力健康，同时达到节能环保的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种保护操作者视力的交互式电视系统，包括交互式电视，所述交互式电视包括触控显示屏、MCU处理器、运行Android系统的主控芯片、背光板和光感模块，所述触控显示屏包括通过电连接的触控框和显示屏；所述MCU处理器与所述触控框通过UART接口相连用于捕捉触控框上的触控轨迹；所述主控芯片与所述MCU处理器通过UART接口相连用于接收所述MCU处理器发送的触控状态；所述主控芯片与所述光感模块通过I2C接口相连用于接收所述感光模块发送的自然环境亮度；所述主控芯片与所述背光板通过PWM接口相连用于根据所述触控状态调节所述背光板的亮度；所述背光板与所述显示屏相连用于控制所述显示屏的亮度。
所述交互式电视系统还包括一USB集线器，所述交互式电视还包括内嵌OPS模块；所述USB集线器与所述触控框通过USB接口相连用于接收所述触控框发送的USB触控信号；所述MCU处理器与所述主控芯片相连还用于接收所述主控芯片发送的切换USB集线器通道指令，所述MCU处理器与所述USB集线器通过I2C接口相连用于指示USB集线器切换USB通道；所述USB集线器与所述主控芯片、所述内嵌OPS模块分别相连用于控制不同通道分时应用；所述内嵌OPS模块与所述主控芯片通过HDMI接口相连用于发送音频和/或影像信号，所述显示屏与所述主控芯片通过VBYONE或LVDS接口相连用于接收不同通道信号进行显示。
所述内嵌OPS模块运行Mac系统、Windows系统或Linux系统。
所述交互式电视系统还包括外部电脑，所述外部电脑与所述USB集线器通过USB接口相连，通过HDMI接口与所述主控芯片相连。
所述外部电脑运行Mac系统、Windows系统或Linux系统。
所述触控状态包括书写状态或点击状态。
一种保护操作者视力的交互式电视系统的亮度控制方法，基于上述的交互式电视系统，方法包括：
步骤1，触控框接收操作者的触控信息；
步骤2，所述MCU处理器通过UART接口捕捉所述触控框的触控轨迹，分析出当前的触控状态为书写状态还是点击状态；如果为点击状态，执行步骤3，否则，执行步骤4；
步骤3，主控芯片接收光感模块发送的自然环境亮度，修改光感参数为自然环境亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化；
步骤4，主控芯片关闭光感模块实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为书写模式亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化；
步骤5，所述MCU处理器分析出所述触控框的触控状态在预设时间内均不是书写状态时，将触控状态发送给所述主控芯片，主控芯片打开光感模块实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为自然环境亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化。
所述步骤1之后还包括：
MCU处理器判断交互式电视的节能模式开关是否关闭，如果关闭，不执行亮度控制。
所述书写状态的识别方法为：
MCU处理器接收到触控框的触控信息，MCU处理器对前后两次触控的位置信息进行比对，移动位置距离如果在预设判断位移的范围内，则累加书写模式计数；统计每秒时间内累加的书写模式计数值，当超过某一预设阀值时，判断为书写状态。
本发明通过捕捉操作人员在触控面板上的书写操作动态轨迹，智能地控制大屏幕交互式电视的背光，从而达到保护人体健康且节能环保作用。即当没人书写的时候，此时自动根据环境亮度提高背光亮度，电视处于明亮的状态，使远距离观看人员能够清晰舒适地观看；当操作人员需要书写的时候，对于直接面向操作界面的操作人员，如果交互式电视画面仍处于明亮状态时，则屏的光亮会刺激操作人员的眼球，同时屏对人的辐射也大，会直接影响操作人员的健康；因此自动的降低交互式电视背光，让画面柔和是有必要地，这样即节能，又能保护操作人员的健康。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
1、本发明根据触控轨迹分析出触控状态，再根据触控状态切换不同的显示亮度，实现了显示亮度的动态调整，能够保护用户视力，同时达到节能环保的目的，提高了用户体验；
2、本发明的触控轨迹的获取与当前使用的多个不同操作系统无关。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的一种保护操作者视力的交互式电视系统及亮度控制方法不局限于实施例。
附图说明
图1为本发明系统的整体框图；
图2为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
参见图1所示，一种保护操作者视力的交互式电视系统，包括交互式电视，所述交互式电视包括触控显示屏1、MCU处理器2、运行Android系统的主控芯片3、背光板4和光感模块5，所述触控显示屏1包括通过电连接的触控框11和显示屏12；所述MCU处理器2与所述触控框11相连；所述主控芯片3与所述MCU处理器2相连；所述主控芯片3与所述光感模块5相连；所述主控芯片3与所述背光板4相连；所述背光板4与所述显示屏11相连且位于所述显示屏11的后方。
具体的，所述触控框11包括UART接口和USB接口，所述MCU处理器2包括两UART接口和I2C接口；所述主控芯片3包括UART接口、HDMI接口、PWM接口、VBYONE或LVDS接口、I2C接口和USB接口；所述光感模块5包括一光敏传感器，所述光感模块5包括I2C接口。
所述MCU处理器2与所述触控框11通过一UART接口相连，所述MCU处理器通过串口捕获到触控框的触控轨迹后，分析当前触控是书写状态还是普通的点击状态，并把触控状态信息通过另一UART接口反馈给主控芯片3；所述主控芯片3与所述MCU处理器2通过UART接口相连用于接收所述MCU处理器2发送的触控状态。所述主控芯片3与所述光感模块5通过I2C接口相连，如果所述触控状态为点击状态，则接收所述感光模块5发送的自然环境亮度，即当操作人员不书写时，显示屏12的亮度直接由光感模块5控制，光感模块5根据环境亮度控制背光板4的亮度，进而控制显示屏12亮度，当环境亮度比较亮时，显示屏12也比较亮，当环境亮度暗时，显示屏12也较暗。如果所述触控状态为书写状态，MCU处理器2会通知主控芯片3，主控芯片3直接关闭光感模块5实时获取环境亮度的功能，直接把光感参数写成静态的书写模式参数(最暗的状态)，通过PWM接口控制背光板4根据当前静态参数把显示屏12亮度调到最暗状态，让直接面对显示屏12的操作人员感觉不到刺眼。当操作人员不再书写，显示屏12会保持几秒暗的状态(具体时间可设置)，然后光感模块5恢复实时感应环境亮度功能，显示屏12会从书写最暗的状态渐渐回到环境亮度状态。
进一步的，所述交互式电视系统还包括一USB集线器6，所述交互式电视还包括内嵌OPS模块7。所述USB集线器6与所述触控框11通过USB接口相连用于接收所述触控框11发送的USB触控信号。所述MCU处理器2与所述主控芯片3通过UART接口相连还用于接收所述主控芯片3发送的切换USB集线器通道指令，具体的，所述主控芯片3根据MCU处理器2发送的UART触控信息，识别出当前操作所处的系统(如果是在电视模式下操作，运行Android系统；如果是在OPS模块7下操作，运行Mac系统、Windows系统或Linux系统)，并通知MCU处理器2通过USB集线器切换USB通道，所述MCU处理器与所述USB集线器通过I2C接口相连。所述USB集线器与所述主控芯片、所述内嵌OPS模块分别相连用于控制不同通道分时应用；所述内嵌OPS模块根据USB触控信号输出音频和/或影像信号通过HDMI接口发送给主控芯片3，所述主控芯片3通过VBYONE或LVDS接口控制电视通道或OPS模块通道的信号在显示屏12上显示。
所述交互式电视系统还包括外部电脑8，所述外部电脑8与所述USB集线器6通过USB接口相连，通过HDMI接口与所述主控芯片相连用于发送音频和/或影像信号给主控芯片3。
所述外部电脑8运行Mac系统、Windows系统或Linux系统。
参见图2所示，一种保护操作者视力的交互式电视系统的亮度控制方法，基于上述的交互式电视系统，方法包括：
步骤201，触控框11接收操作者的触控信息；
步骤203，所述MCU处理器2通过UART接口捕捉所述触控框11的触控轨迹，分析出当前的触控状态为书写状态还是点击状态；
步骤204，如果触控状态为点击状态，执行步骤205，否则，执行步骤206；
步骤205，主控芯片3接收光感模块5发送的自然环境亮度，修改光感参数为自然环境亮度，背光板4根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏12亮度随所述背光板4亮度的变化而变化；
步骤206，主控芯片3关闭光感模块5实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为书写模式亮度，背光板4根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏12亮度随所述背光板4亮度的变化而变化；
步骤207，所述MCU处理器2分析出所述触控框11的触控状态在预设时间内均不是书写状态时，将触控状态发送给所述主控芯片3，主控芯片3打开光感模块5实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为自然环境亮度，背光板4根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏12亮度随所述背光板4亮度的变化而变化。
本实施例中，所述步骤201之后还包括：
步骤202，MCU处理器2判断交互式电视的节能模式开关是否关闭，如果关闭，不执行亮度控制。
进一步的，书写状态的识别方法为：当在触控框上书写时，MCU处理器接收到触控信息，MCU处理器对前后两次触控的位置信息进行比对，移动位置距离如果在预设判断位移的范围内(因为两次触控的时间很短，即毫秒级，所以位移也是很小的，但不能过小，过小表示没移动，过大表示是点击)，则累加书写模式计数；统计每秒时间内累加的书写模式计数值，当超过某一个门阀值时，判断为书写状态。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保护操作者视力的交互式电视系统，包括交互式电视，所述交互式电视包括触控显示屏、MCU处理器、运行Android系统的主控芯片、背光板和光感模块，所述触控显示屏包括通过电连接的触控框和显示屏；所述MCU处理器与所述触控框通过UART接口相连用于捕捉触控框上的触控轨迹；所述主控芯片与所述MCU处理器通过UART接口相连用于接收所述MCU处理器发送的触控状态；所述主控芯片与所述光感模块通过I2C接口相连用于接收所述光感模块发送的自然环境亮度；所述主控芯片与所述背光板通过PWM接口相连用于根据所述触控状态调节所述背光板的亮度；所述背光板与所述显示屏相连用于控制所述显示屏的亮度；其特征在于，所述交互式电视系统还包括一USB集线器，所述交互式电视还包括内嵌OPS模块；所述USB集线器与所述触控框通过USB接口相连用于接收所述触控框发送的USB触控信号；所述MCU处理器与所述主控芯片相连还用于接收所述主控芯片发送的切换USB集线器通道指令，所述MCU处理器与所述USB集线器通过I2C接口相连用于指示USB集线器切换USB通道；所述USB集线器与所述主控芯片、所述内嵌OPS模块分别相连用于控制不同通道分时应用；所述内嵌OPS模块与所述主控芯片通过HDMI接口相连用于发送音频和/或影像信号，所述显示屏与所述主控芯片通过VBYONE或LVDS接口相连用于接收不同通道信号进行显示。
2.根据权利要求1所述的保护操作者视力的交互式电视系统，其特征在于，所述内嵌OPS模块运行Mac系统、Windows系统或Linux系统。
3.根据权利要求1所述的保护操作者视力的交互式电视系统，其特征在于，所述交互式电视系统还包括外部电脑，所述外部电脑与所述USB集线器通过USB接口相连，通过HDMI接口与所述主控芯片相连。
4.根据权利要求3所述的保护操作者视力的交互式电视系统，其特征在于，所述外部电脑运行Mac系统、Windows系统或Linux系统。
5.根据权利要求1所述的保护操作者视力的交互式电视系统，其特征在于，所述触控状态包括书写状态或点击状态。
6.一种保护操作者视力的交互式电视系统的亮度控制方法，所述方法应用于如权利要求1至5所述的任一一种保护操作者视力的交互式电视系统，其特征在于，包括：
步骤1，触控框接收操作者的触控信息；
步骤2，所述MCU处理器通过UART接口捕捉所述触控框的触控轨迹，分析出当前的触控状态为书写状态还是点击状态；如果为点击状态，执行步骤3，否则，执行步骤4；
步骤3，主控芯片接收光感模块发送的自然环境亮度，修改光感参数为自然环境亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化；
步骤4，主控芯片关闭光感模块实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为书写模式亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化；
步骤5，所述MCU处理器分析出所述触控框的触控状态在预设时间内均不是书写状态时，将触控状态发送给所述主控芯片，主控芯片打开光感模块实时获取自然环境亮度的功能，修改光感参数为自然环境亮度，背光板根据所述光感参数调整PWM背光，显示屏亮度随所述背光板亮度的变化而变化。
7.根据权利要求6所述的保护操作者视力的交互式电视系统的亮度控制方法，其特征在于，所述步骤1之后还包括：
MCU处理器判断交互式电视的节能模式开关是否关闭，如果关闭，不执行亮度控制。
8.根据权利要求6所述的保护操作者视力的交互式电视系统的亮度控制方法，其特征在于，所述书写状态的识别方法为：
MCU处理器接收到触控框的触控信息，MCU处理器对前后两次触控的位置信息进行比对，移动位置距离如果在预设判断位移的范围内，则累加书写模式计数；统计每秒时间内累加的书写模式计数值，当超过某一预设阈值时，判断为书写状态。
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