CN109801603A - 根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，具体属于以显示色彩的方式为特征的技术领域，主要是利用电子设备中环境光照度探测器和/或摄像头测定电子设备所处环境光的照度，将得到的照度值与系统存储单元存储的预设照度参考值做比较，获得参考照度值关联的色温值，将色温值调整为获取的色温值；本发明依据人眼对环境光照度响应的生理特性，调节显示屏幕的色温，不论环境光的色温使人眼舒适与否，都能感受到屏幕显示的令人眼舒适的正确白色，减少显示内容中的蓝光成分对人眼的刺激，保护视力；另外，本发明使用较为廉价的环境光照度探测器或者直接使用笔记本电脑的摄像头来实现色温的调整，成本较低。

Description

根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法

技术领域

本发明提出一种根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，具体涉及以显示色彩的方式为特征的的技术领域。

背景技术

人眼作为一种生物器官，对于光的感受能力随着环境照度的变化而变化。人眼的视网膜上分布着锥状(cone)和杆状(rod)两种感光细胞。锥状细胞对入射人眼的光谱响应峰值在555nm(绿色光区域)，在强光的环境下锥状感光细胞起主要作用；杆状感光细胞对入射人眼的光谱响应峰值在508nm(蓝色光区域)，在弱光的环境下杆状感光细胞起主要作用，如图1所示。

在高照度的明亮环境下，例如阳光充足的室外，人眼锥状细胞起主要的感光作用，杆状细胞起的作用较小但仍然有反应，此时6500K色温的光看起来是白色的；到室内中等照度(例如800lux)的环境下时，对蓝色光敏感的杆状细胞开始起作用，由于杆状细胞的响应峰值在蓝光波段，此时6500K色温的光看起来就有些偏蓝色，5000K色温的光看起来是白色的；当光进一步减暗，例如200lux的环境，杆状细胞更多的发挥作用，此时更低色温3500K的光看起来是白色的。正是由于锥状和杆状细胞的交互作用，使得人眼在不同照度环境下看到的白光颜色不同，Kruithof曲线(图2)指出了这种色彩感觉的生理反应，表明随着环境照度的变化人眼所感受的光的舒适度也变化。

需要特别指出的是，主要感受颜色和强光的人眼锥形细胞主要分布在视网膜中心的黄斑区域，蓝色光能够对此产生强烈刺激，可能引起黄斑病变导致色觉下降。有测试结果表明，人眼对蓝色光更容易感到疲劳，同时人的体温上升心率也加快(图3)。有些人已经开始采用佩戴浅黄色眼镜的方式，去掉进入人眼的一部分蓝色光，改善用眼健康。

液晶显示装置(LCD)的色温，是指当其显示纯白画面时对应相同颜色黑体辐射体的温度。色温是表明白色光谱成分的标志，色温越高颜色越偏蓝色(蓝色光成分高)，色温越低颜色越偏红色(蓝色光成分低)。用于笔记本电脑的LCD出厂时一般设定色温为6500K(D65)，一般是不可调整的。由于笔记本电脑可能在明暗相差很大的多种环境下使用，人眼的生物学特性使得人眼在不同照度环境下对色温的响应不同，也就是说，在不同照度环境下，人眼感受到的舒适的白色是不同的。单一6500K的色温设置在比较暗场景下可能让用户感觉颜色偏蓝，而偏蓝色的光容易使人眼感到疲劳。

现有的根据环境光自动调整显示色温的方案，一般是利用传感器测量环境光的色温，调整LCD的色温使之与环境光色色温一致。

例如：公开号为CN103827951A的中国发明专利公开了一种用于反射式显示器的光源校正的装置及方法，该发明中所述的显示装置包含有用以确定所述环境光的色温的传感器，基于所述色温而确定色彩转换参数。这种方法存在的不足是，没有考虑环境光照度变化对人眼响应特性的影响，当环境光的色温本身使人眼不舒适时，例如在室内环境下采用高色温照明设施时，用这种方法调节显示色温后的LCD也使人眼不舒适。

发明内容

为了减少液晶显示屏显示内容中的蓝色光成分对人眼的刺激，让用户在不同照度的环境下，不论环境光的色温使人眼舒适与否，都能感受到LCD屏幕显示的令人眼舒适的正确白色，本发明提出一种根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法。

本发明具体的技术方案如下：

一种根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，所述调节液晶显示屏色温的步骤如下：

1)利用环境光照度探测器和/或摄像头，测定液晶显示屏环境光的照度；

2)将环境照度值与系统存储单元存储的预设照度参考值做比较，得到照度值得判断结果；

3)根据照度值关联的色温值获取对应的显示色温目标值，将液晶显示屏的色温值调整为所获取的色温值。

进一步的方案是，所述的液晶显示屏的色温值是通过预设环境照度/色温参照表得出；

所述的预设环境照度/色温参照表是根据Kruithof曲线得来的。

进一步的方案是，所述的色温值调整采用调整显卡的RGB灰阶映射的方式进行。

进一步的方案是，所述的色温值调整采用读取预设的1D或3D颜色查找表方式进行。

进一步的方案是，所述的色温值的调整与环境光照度自动调整屏幕亮度的功能合并起来使用。

进一步的方案是，所述的改变显卡的RGB映射的方式以调整显示色温到目标值的步骤如下：

1)当计算机输出到LCD的RGB灰阶为R＝255、G＝255、B＝255时，测定出此时对应的色温参考值；

2)改变计算机输出到LCD的RGB灰阶的各个数值，使得显示色温接近目标值且亮度最大，此时对应的RGB灰阶分别为R_white,、G_white、B_white，对应这个灰阶显示出的即为色温调整后的白色；

3)计算出新的RGB gamma映射表R’G’B’，使显卡按照调整后的灰阶映射输出到LCD。

R’＝R/255*R_white

G’＝G/255*G_white

B’＝B/255*B_white

另外需要说明的是，对于没有ALS的机型，也可以利用机器配置的摄像头来获取环境光的照度值，目前笔记本电脑配置的摄像头对环境光照度的检测具有一定的精度，这种方式无需增加探测器。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1.本发明依据人眼对环境光照度响应的生理特性，调节显示屏幕的色温，用户在不同照度的环境下，不论环境光的色温使人眼舒适与否，都能感受到LCD屏幕显示的令人眼舒适的正确白色；

2.本发明可在明亮的环境下维持(出厂设置的)高色温，给人以鲜明的色彩感；在较暗环境下调低LCD的色温，减少显示内容中的蓝色光成分对人眼的刺激，提供视觉舒适的显示内容，保护视力；

3.本发明可以使用较为廉价的环境光照度(ambient light sensor)或者直接使用笔记本电脑的摄像头，来测量环境光的照度，不需要环境光色温测试功能，无需改动目前硬件设计。

附图说明

图1为人眼锥状(Cone)和杆状(Rod)细胞对入射光的光谱响应；

图2为环境光照度变化导致人眼对色温感受的变化的Kruithof曲线；

图3为各种颜色的光对人心率的影响；

图4为色温自动调整流程图；

图5为色温自动调整方法；

图6为预设的环境照度/色温参照表；

图7为以改变显卡的RGB gamma映射的方式调整显示色温示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细阐述本发明。

实施例1

色温自动调整方法：

如图5所示，利用笔记本电脑所配置的环境光照度探测器(ALS)，每间隔一段时间测定出笔记本所处环境的环境光照度，根据照度值与已经设定好的环境光照度/色温调整表做对照，确定出目前环境所处的参考照度区间，获得与对应照度区间关联的色温目标值；根据色温目标值，调整LCD屏幕的显示色温为目标值。图6为预设环境照度/色温参照表，本实施例按照该参照表进行对比调整色温值。

实施例2

目前有多种方法可以调整LCD显示的色温，图7为以改变显卡的RGB gamma映射的方式调整显示色温示意图；以下为改变显卡的RGB gamma映射的方式调整显示色温到目标值(CCT_target)的具体步骤：

1)当计算机输出到LCD的RGB灰阶为R＝255、G＝255、B＝255时，测定出此时对应的色温参考值(CCT_ref)。

2)改变计算机输出到LCD的RGB灰阶的各个数值，使得显示色温接近目标值(CCT_target)且亮度最大，此时对应的RGB灰阶分别为R_white,、G_white、B_white，对应这个灰阶显示出的即为色温调整后的白色。

3)计算出新的RGB gamma映射表R’G’B’，使显卡按照调整后的灰阶映射输出到LCD。

R’＝R/255*R_white

G’＝G/255*G_white

B’＝B/255*B_white

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述调节液晶显示屏色温的步骤如下：

1)利用环境光照度探测器和/或摄像头，测定液晶显示屏环境光的照度；

2)将环境照度值与系统存储单元存储的预设照度参考值做比较，得到照度值的判断结果；

3)根据照度值关联的色温值获取对应的显示色温目标值，将液晶显示屏的色温值调整为所获取的色温值。

2.根据权利要求1所述的根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述的液晶显示屏的色温值是通过预设环境照度/色温参照表得出。

3.根据权利要求1或2所述的根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述的色温值调整采用调整显卡的RGB灰阶映射的方式进行。

4.根据权利要求1或2所述的根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述的色温值调整采用读取预设的1D或3D颜色查找表方式进行。

5.根据权利要求1或2所述的根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述的色温值的调整与环境光照度自动调整屏幕亮度的功能合并起来使用。

6.根据权利要求3所述的根据外部环境光的照度调节液晶显示屏色温的方法，其特征是，所述的改变显卡的RGB映射的方式以调整显示色温到目标值的步骤如下：

1)当计算机输出到LCD的RGB灰阶为R＝255、G＝255、B＝255时，测定出此时对应的色温参考值；

2)改变计算机输出到LCD的RGB灰阶的各个数值，使得显示色温接近目标值且亮度最大，此时对应的RGB灰阶分别为R_white,、G_white、B_white，对应这个灰阶显示出的即为色温调整后的白色；

3)计算出新的RGB gamma映射表R’G’B’，使显卡按照调整后的灰阶映射输出到LCD。

R’＝R/255*R_white

G’＝G/255*G_white

B’＝B/255*B_white。