CN88100290A

CN88100290A - 显示系统

Info

Publication number: CN88100290A
Application number: CN88100290.9A
Authority: CN
Inventors: 薮内繁
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1988-08-03
Also published as: JPS63177193A; CN1018211B; KR900009166B1; KR880009510A; US4952917A; DE3801364A1

Abstract

显示系统能够为每一帧显示确定其显示器的屏幕亮度值，从而实现了考虑到环境亮度并在屏幕亮度值的基础上动态地控制显示屏的亮度，使用户看起来最舒服。

Description

本发明与数字计算机终端或图形显示器中的显示系统有关。

在使用显示器的工作中，为了减轻用户疲劳，必须提供一种看起来舒服的显示屏。因此，在普通的显示系统上，或者有调节显示屏亮度的装置，或者安装有光灵敏元件检测房间内的亮度，并以此控制显示屏的亮度。

但是，这种普通的显示系统在亮度控制上不够精确，而且显示屏的亮度随显示内容的变化而变化，因此增加了用户的疲劳程度。

本发明的目标是设计这样的一种显示系统，它可以根据屏幕的显示内容动态地控制显示屏的亮度。以便向用户提供一种看起来舒服的显示屏。

按照本发明制造的显示系统，其显示屏上每一个象元的亮度与光栅扫描同步读出，并且用各个象元的亮度值的总和来控制显示屏的亮度。在显示屏的图象发生变化时，或者更精确地说在每一个刷新周期，这个过程都要进行。以这样确定的显示屏亮度为基础，并考虑到环境亮度，对显示屏的实际亮度进行动态控制，就可以得到一个与显示内容相适应的看起来最舒服的屏幕显示。

图2表示了周围环境亮度变化时显示屏亮度与视觉敏锐度之间的关系（参照“NIKKEI电子学”No.333.158～177页1984.1.2）。在图2，横座标表示显示屏平均亮度B_D与周围环境亮度Bs的对数比，纵座标表示对比度分辨力的相对灵敏度，当B_D＝Bs时，相对灵敏度定义为1。在Bs/B_D为0.1到3.0的范围内，对视觉敏锐度和对比度分辨特性的影响小，在这个范围之外，视觉敏锐度呈下降的趋势，显示器观看困难。特别是当环境亮度更亮时，这种趋势更加明显。因此，这样的设想是可行的：当显示的数据量（包括字符、图和图象）增大而使显示屏亮度增大时，考虑到环境亮度按照图2将显示亮度降低，反之，当显示数据量降低而使显示屏亮度减弱时，按照图2将显示屏亮度增强。这样的亮度控制将会减少对用户眼睛的刺激，从而使用户减轻疲劳。

图1是根据本发明一个实施例的显示系统电路图。

图2表示了视觉敏锐度和对比度分辨力与显示屏亮度和周围环境亮度之间的关系。

图3表示了查找表方案的一个例子。

图4表示了本发明彩色查找表的内容。

图5是根据本发明的另一个实施例的显示系统电路图。

图6是图5所描述的显示系统的显示屏的一个例子。

用图1来解释本发明的一个实施例。

参照图1，显示处理器1把要在显示器11的显示屏上显示的图象变换成显示屏上显示的象元的显示数据（也就是彩色的代码表示）。显示数据存储在刷新缓冲器2中，刷新缓冲器具有与显示屏象元相对应的地址数。显示器11的性能不同，每个象元的显示数据是不同的。在黑白显示的情况下，显示（白）和不显示（黑）是-bit表示，在图象显示这样的全色显示的情况下，每一个R.G.B基色用几个bit表示。这个实施例使用了彩色查找表7方案。图3表示了这个方案的要点，显示的彩色限制到几种，并且这些彩色的基色由彩色查找表7中所记录的内容决定，彩色查找表的地址由刷新缓冲器的输出决定。为了了解这种技术，可参看ADDISON-WESLEY出版公司1982年出版的JAMES D.FOLEY等人著的“交互式图形显示基础”。

如图4所示，在本发明中，由各基色所确定的亮度数据以及各基色的强度记录在彩色查表7中。有三种信号加到光栅扫描型的彩色显示器11上：（1）X轴和Y轴偏转信号;（2）R.G.B三原色的色度信号;（3）亮度控制信号。

光栅扫描产生器6控制这些信号以便在显示器11上显示与刷新缓冲器2中的显示数据对应的图象。更具体地讲，光栅扫描产生器6产生光栅扫描所需的偏转信号，在显示屏的X轴方向偏转显示器的电子束，然后稍微移动Y轴方向的座标值，并且再一次在X方向偏转电子束，把这样的偏转信号加到显示器11上。与此同时，与光栅扫描同步的色度信号也加到显示器11上，这样，与显示数据对应的图象就在显示器11上显示出来。

色度信号是这样产生的：首先，每一个象元的显示数据按X、Y地址寄存器3、4所指定的地址从刷新缓冲器读出，并存储在象元寄存器5中。根据象元寄存器5所表示的地址从彩色查找表7中读出色度数据和亮度数据。这些色度数据通过D/A转换器8、9、10转换之后加到显示器11上。

从彩色查找表7中读出的亮度数据加到根据本发明所设计的亮度控制部件18上。亮度控制部件18包括两部份：第一部份是显示屏亮度计算;第二部份是在此计算基础上的显示屏亮度控制。更具体地讲，亮度计算由象元计数器12、加法器13和亮度寄存器14组成，而控制部份由亮度控制器15，参照表16和D/A转换器16组成。当显示屏的图象刷新时，光栅扫描产生器6清除亮度寄存器14和象元计数器12的内容。每次从彩色查找表7中读出象元亮度信号时，加法器13把它与亮度寄存器14的内容相加，并把结果再一次存放在亮度寄存器14中。对整幅图象进行这个操作，因此就确定了整个显示屏的亮度。

当显示器为黑白显示的情况下，象元计数器12对亮度值不为0（也就是象元不是黑的）的象元进行计数，因此就确定了整个显示屏被加亮的象元数。

在刷新期，亮度控制器从参照表16中读出亮度控制条件的指示数据。如图2所示，利用这个数据以及象元计数器12的内容、亮度寄存器14的内容和光灵敏元件19所检测到的屋内照明的数值，亮度控制器15产生亮度控制信号，产生显示屏的最佳亮度。亮度控制信号通过D/A转换器17送到显示器11。由参照表16所提供的亮度控制条件可以由用户根据自身的感受和愿望从键盘输入，并通过主机0和显示处理器1进行指定。

在每个象元的彩色数据（R.G.B）直接存储在刷新缓冲器2中的情况下，需要在彩色查找表7、象元计数器12和加法器13的连接点增加一种装置，图3就是这样一个例子，它加入了系数31-33，乘法器34-36和加法器37。此时，象元P的亮度计算公式如下：

I_p＝K_r·R_p+K_g·G_p+K_b·B_p……（1）

式中R_p、G_p和B_p是象元P的彩色数据，K_r、K_g和K_b是系数。

在上述具体实施例中，显示屏的亮度是根据每一刷新周期来确定的，实现了显示屏的亮度与周围环境亮度相适应的动态控制。图5表示了本发明的另一种实施例。在这种情况下，系统价格更低，同时不要求精确的亮度控制。

参照图5，显示处理器通常是由微处理器来实现的。微处理器从光敏元件19读出屋内照明的亮度，先对显示屏的亮度进行预算，然后，象图1所示的具体实施例一样，微处理器执行相同的过程，以控制显示屏的亮度，使用户看起来更舒服。

现在，我们用图6来叙述图5所示的实施例中的显示屏亮度的计算方法。如图6所示，21是显示器11上的显示屏，字符或图形之类的东西显示在显示屏上。为了显示这样的字符和图形，主机0确定了字符区域22和图形区域25，并且在每一个区域指定了前景和背景的颜色（24和23，27和26）。显示处理器将这些数据变成图象数据，并将它存入刷新缓冲区2。为了控制亮度，显示处理器应按照以下公式进行显示屏亮度的粗略计算：

显示屏亮度＝显示字符数×（字符前景亮度+字符背景亮度）+图形区域背景亮度……（2）

每当显示内容变化时，都要执行这种计算，使得显示屏的亮度与计算结果相对应地变化。

如上所述，本发明能够使显示器的亮度得到控制，以获得与屏幕显示内容相适应的最佳亮度，从而大大降低用户眼睛的疲劳程度。

Claims

1、一种显示系统包括：

用光栅扫描显示预先确定的图象的图象显示装置；

产生预先确定的图象数据提供给上述图象显示装置显示的图象数据产生装置；

存储上述图象数据产生装置所产生的图象数据的存储装置；

与光栅扫描同步地把上述存储装置存储的数据信息提供给上述图象显示装置的图象指示装置，该图象指示装置包括亮度确定装置和亮度控制装置。亮度确定装置以从上述存储装置读出的图象数据为基础确定图象的亮度值，而亮度控制装置以确定的亮度值为基础控制上述图象显示装置的显示屏亮度。

2、在权利要求1所述的显示系统中，上述图象指示装置包含了一个存储各显示象元的亮度值的彩色查找表。

3、在权利要求1所述的显示系统中，上述亮度确定装置在每一次把象元的图象数据从上述存储装置读出时都累加亮度数据，从而确定上述图象显示装置的一幅图象的显示屏亮度。

4、在权利要求1所述的显示系统中，当上述图象显示装置是黑白显示时，上述亮度确定装置对亮度数据不为0的象元进行计数。

5、在权利要求1所述的显示系统中，上述亮度控制装置包含了一个指示图象亮度控制条件的参照表。

6、在权利要求5所述的显示系统中，亮度控制装置检测上述图象显示装置所放置的屋内照明亮度并以此为基础建立亮度控制条件。

7、在权利要求1所述的显示系统中，上述亮度确定装置按照以下公式确定每一个象元的亮度I_p：

I_p＝K_r·R_p+K_g·G_p+K_b·B_p

其中：

R_p、G_p和B_p表示象元p的彩色数据，

K_r、K_g和K_b表示系数。

8、在权利要求1所述的显示系统中，上述亮度检测装置把上述图象显示装置的显示屏分为字符区域和图形区域，对上述图形区域和字符区域指定前景色和背景色，并按照以下公式计算显示屏的亮度：

显示屏亮度＝显示的字符数×（字符前景色亮度+字符背景色亮度）+图形区背景色亮度

9、一个显示系统包括：

显示器;

在上述显示器的显示屏上产生显示数据的显示处理器;

存储上述显示器的显示屏上的显示数据的存储装置;

与上述显示器光栅扫描同步地读取上述存储装置内的数据并送到上述显示器上显示的装置;

确定上述显示器的屏幕亮度的装置;

在上述确定亮度装置所确定的亮度值的基础上动态控制屏幕亮度的装置。

10、在权利要求9所述的显示系统中，包含了一个彩色查找表，在这个表内，存储了在彩色显示器上加强时红、绿、兰三基色的值和亮度值。

11、在权利要求所述的显示系统中，包含了一个检测屋内照明亮度的检测器，还包含了一个根据上述检测器所得到的亮度值和上述确定亮度装置所确定的上述显示器的屏幕亮度值来控制上述显示器的亮度信号的装置。

12、在权利要求9所述的显示系统中，包含了一个能建立动态地控制上述显示器屏幕亮度控制条件的装置。