CN204117572U - 一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的机载液晶显示器中的液晶显示屏在日模式下设有白色LED灯作为背光源；在夜模式下为红、绿、蓝三色背光源的LED灯分别通过驱动电路连接至PWM产生器，PWM产生器生成的PWM波形控制驱动电路中MOS管的开关，调节三色背光源的电流值以至于对辐射亮度值和色度值的调节满足夜视兼容性。由于采用上述的电路结构，本实用新型设计简单，操作方便，能够解决机载液晶显示器因亮度和色度不满足夜视兼容的问题，为企业节省了大量的成本，增加了同行间的竞争优势，开发了潜在客户，使企业的经济效益明显提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及机载液晶显示器的涉及制造领域，特别涉及一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器。
背景技术
在现代军事领域，夜视技术具有重要的地位，装备夜视器材的武器装备遍及海陆空作战平台，应用于大中小型武器装备；同时，在具有夜视成像系统(Night Vision Imaging System)的装备上，各发光体必须满足夜视兼容性，所谓夜视兼容性是指发光体不会与夜视成像系统相干涉，并保持裸眼可视。同时，夜视兼容也意味着敌方的夜视成像系统很难或不可能在远处发现具备夜视兼容性能的发光体。普通的白炽光、电致光、显示器和LED等光源会因发射的IR(Infra-Red，红外)光，包括少量红光在其夜视成像系统可接收的范围内干扰夜视成像系统。一个未经夜视兼容性设计或设计不良的发光体，会产生裸视环境下的镁光灯效应，导致飞行员失视，甚至导致夜视成像系统不能正常工作或破坏。因此，要确保夜视成像系统在飞行器上的成功应用，夜视兼容性的实现至关重要。
传统的设计思想是在显示器内安装夜视兼容滤光片。此种方式的优点是设计容易、周期较短。设计的关键在于夜视兼容滤光片的选择和安装方式的确定。缺点是在安装滤光片后显示器的亮度大幅下降。显示器在白天工作，特别是阳光直射下工作时，为满足亮度要求，须将滤光片取下，而夜间又得重新安装上，使用起来极其不方便。频繁拆装容易导致漏光，安装过程中对工艺的要求也较高。
针对上述问题，提供一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，保证飞行 员在夜间飞行中既能通过直接目视获取飞机内部信息的同时，又可以保证夜视成像系统的正常工作。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，保证飞行员在夜间飞行中，既能通过直接目视获取飞机内部信息，又可以保证夜视成像系统的正常工作。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是，一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的机载液晶显示器中的液晶显示屏在日模式下设有白色LED灯作为背光源；在夜模式下为红、绿、蓝三色背光源的LED灯分别通过驱动电路连接至PWM产生器，PWM产生器生成的PWM波形控制驱动电路中MOS管的开关，调节三色背光源的电流值以至于对辐射亮度值和色度值的调节满足夜视兼容性。
所述的红绿蓝灯驱动电路通过运放正向输入端的分压电阻进行分压，在通过采样电阻进行对红绿蓝灯最大电流进行控制。通过PWM产生器输出的PWM波形来改变MOS管导通时间进而控制蓝灯电流的大小。从而改变液晶屏夜模式下的辐射亮度值和色度值以满足夜视兼容性。
所述的日模式下单个白色LED灯得电流值为20mA；夜模式下红、绿、蓝三色背光源的LED灯的最大电流为8mA。
所述的PWM产生器通过串口与上位机进行通信。
一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，由于采用上述的电路结构，本实用新型设计简单，操作方便，能够解决机载液晶显示器因亮度和色度不满足夜视兼容的问题，为企业节省了大量的成本，增加了同行间的竞争优势，开发了潜在客户，使企业的经济效益明显提高。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明；
图1为本实用新型一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器中LED灯的红灯驱动电路图。
图2为本实用新型一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器中LED灯的绿灯和蓝灯驱动电路图。
具体实施方式
本实用新型通过控制机载液晶显示屏背光发光亮度以及色度来保证夜视成像系统的正常工作。在日模式下使用亮度较强的背光系统。在夜模式下使用带有彩色LED灯作为背光显示，并通过软件设置三色灯的脉宽值，即改变夜晚模式下红灯，绿灯，蓝灯的电流值来实现显示效果。使亮度和色度可以通过上位机设置界面设置不同的数据进行改变。本实用新型提供了一种使用彩色LED灯作为夜模式下的背光源以及通过软件改变背光亮度和色度的大小来解决机载液晶显示器在飞行员佩戴夜视仪的情况下满足夜视兼容的要求，包括：首先将LED背光驱动电路独立设计，然后通过单片机串口发出不同的命令000A来切换日夜模式，日模式使用亮度较强的白灯LED灯作为背光源，夜模式使用亮度较弱的彩色LED灯作为背光源，通过硬件配置LED灯的电流以及通过上位机软件改变夜模式下三色灯的脉宽使夜模式下的亮度以及色度满足夜视兼容的要求。
本实用新型通过不同的背光系统在夜模式下使用三色LED灯作为背光源以及通过软件算法改变三色灯的占空比来改变驱动电路中MOS管的导通时间来改变夜模式下三色(红绿蓝)灯的平均电流值从而改变背光的辐射亮度值和色度值满足夜视兼容的要求。
本实用新型提供了一种带有夜视兼容的机载液晶显示器，该方法是通过上 位机软件改变三色(红，绿，蓝)LED灯的占空比，来改背光灯的电流值从而满足夜视兼容所要求的辐射亮度值和色度值进而满足夜视兼容。具体方法为：在硬件电路中分三路驱动，日模式为白色LED灯，夜模式下分别为红灯驱动，绿灯驱动，蓝灯驱动，红灯驱动电路，通过PWM产生器生成的PWM波形(GATE_O_OUT)控制驱动电路MOS管的开关。因日模式需要较大亮度，夜模式需要亮度较小，因此须将日模式下单个白灯电流值通过电阻配到20ma左右，夜模式单个彩灯的最大电流均配置为8ma左右具体需要根据实际用户要求进行配置。
在软件设计中通过将单片机输出的占空比连接到驱动电路。通过改变MOS管开关的时间来改变背光灯的平均电流。脉宽值一旦设置好后保持不变。通过改变频率。实现调频调光功能。同时通过软件将三色灯的脉宽值进行设置操作即通过串口与上位机通信，在调频调光方式下改变背光灯的色度整个范围过程中色度不漂移试验数据如表1所示。
表1
| 驱动级别 | 亮度(cd/m2) | 色度 |
| 50 | 42 | (U，V)＝(0.180，0.500) |
| 100 | 153 | (U，V)＝(0.179，0.501) |
| 150 | 275 | (U，V)＝(0.180，0.500) |
| 200 | 452 | (U，V)＝(0.180，0.498) |
| 220 | 528 | (U，V)＝(0.181，0.501) |
| 240 | 605 | (U，V)＝(0.182，0.500) |
| 255 | 643 | (U，V)＝(0.181，0.498) |
通过上位机进行对三色灯的脉宽设置。调频调光中红灯所设置的占空比，影响亮度和色度的因素有硬件背光驱动电路配置电流和软件三色灯的脉宽值，两者之一均可以限制液晶显示模块的背光灯的亮度和色度。软件占空比的改变实现了亮度和色度的改变。为了方便操作通过上位机界面进行写操作，设置范围为0～255级，当三色灯的红绿蓝脉宽都设置为0时，夜模式下背光的亮度和色度均为0，当设置255时，这时写入单片机的占空比实际为最大值，亮度最大，色 度也不在夜视兼容要求的范围内。只有当红绿蓝三色灯设置不同的脉宽值，软件中三者又是独立存在的。互不影响。通过CS2000亮度色度计进行测量。当色坐标中的u`偏大时可以减小红灯的脉宽，当色坐标中的u`偏小时可以增大红灯的脉宽，当v`偏大时可以增加蓝灯的脉宽，当v`偏小时可以减小蓝灯的脉宽。绿灯对亮度影响较大，所以实际调试过程中可以先将亮度设置满足用户要求，在通过改变红灯以及蓝灯的脉宽值来达到夜视兼容所需要的色坐标值。
具体的红灯驱动电路如图1所示、绿灯和蓝灯驱动电路如图2所示，本实用新型包括液晶显示屏在日模式下设有白色LED灯作为背光源；在夜模式下为红、绿、蓝三色背光源的LED灯分别通过驱动电路连接至PWM产生器，PWM产生器生成的PWM波形控制驱动电路中MOS管的开关，调节三色背光源的电流值以至于对辐射亮度值和色度值的调节满足夜视兼容性。PWM产生器通过串口与上位机进行通信。日模式下单个白色LED灯得电流值为20mA；夜模式下红、绿、蓝三色背光源的LED灯的最大电流为8mA。
所述的红绿蓝灯驱动电路通过运放正向输入端的分压电阻进行分压，在通过采样电阻进行对红绿蓝灯最大电流进行控制。通过PWM产生器输出的PWM波形来改变MOS管导通时间进而控制蓝灯电流的大小。从而改变液晶屏夜模式下的辐射亮度值和色度值以满足夜视兼容性。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的机载液晶显示器中的液晶显示屏在日模式下设有白色LED灯作为背光源；在夜模式下为红、绿、蓝三色背光源的LED灯分别通过驱动电路连接占PWM产生器，PWM产生器生成的PWM波形控制驱动电路中MOS管的开关，调节三色背光源的电流值以至于对辐射亮度值和色度值的调节满足夜视兼容性。
2.根据权利要求1所述的一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的红绿蓝灯驱动电路通过运放正向输入端的分压电阻进行分压，在通过采样电阻进行对红绿蓝灯最大电流进行控制；通过PWM产生器输出的PWM波形来改变MOS管导通时间进而控制蓝灯电流的大小，从而改变液晶屏夜模式下的辐射亮度值和色度值以满足夜视兼容性。
3.根据权利要求1所述的一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的日模式下单个白色LED灯得电流值为20mA；夜模式下红、绿、蓝三色背光源的LED灯的最大电流为8mA。
4.根据权利要求1所述的一种具有夜视兼容功能的机载液晶显示器，其特征在于：所述的PWM产生器通过串口与上位机进行通信。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106604461A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-04-26 | 中航华东光电有限公司 | 两种模式下彩色led灯电流控制电路 |
| CN110992901A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-10 | 太原航空仪表有限公司 | 一种背光亮度控制算法 |
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2014
- 2014-09-24 CN CN201420553490.3U patent/CN204117572U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
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| CN106604461B (zh) * | 2016-12-13 | 2018-09-21 | 中航华东光电有限公司 | 两种模式下彩色led灯电流控制电路 |
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