用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置和方法与流程

本发明涉及车载显示屏，具体涉及一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置和方法。

背景技术：

1、目前，车载显示在现代车辆以及智能出行中扮演着重要的角色，其被认为是驾驶员与车辆进行信息交互和信息传递的主要媒介。而当前车载显示屏在某些特定场景的应用上仍存在着一些局限性。比如：当车载显示屏受到强光直射时，可能会造成一定的反射和折射现象，影响驾驶员对屏幕上信息的获取。尤其是针对车速、导航信息、行车状态、油耗等关键信息，上述现象极大程度地影响了驾驶员对车辆当前情况的判断以及在车辆行驶过程中的安全性。

2、现有技术中的车载显示技术尚未充分解决这些反射和折射问题。虽然一些屏幕应用了抗防反射涂层以应对强光直射，但该方法并不能完全消除反射和折射的影响。此外，一些厂商通过整体增强显示亮度的方法来降低强光直射的影响，但这会增加能耗，对于电动车或混合动力车等对能源利用效率有较高要求的车辆十分不友好。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置和方法，所要解决的技术问题至少包括如何减少车载显示屏的反射和折射，提升屏幕上信息的清晰度和可读性，改善驾驶员的视觉体验，减少对驾驶过程的干扰，提高驾驶过程的安全性，以及如何降低能耗。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，包括车载显示屏、光电传感器和fpga控制板，所述的车载显示屏包括液晶面板、背光板和边框，所述的液晶面板覆盖在所述背光板的上方；所述的边框包裹在所述液晶面板和背光板的周壁上；所述的光电传感器覆盖在所述液晶面板的上方；所述的车载显示屏分为多个区域，当强光直射在车载显示屏上时会先经过透明的光电传感器，光电传感器感知到所述车载显示屏的多个区域中的对应位置有强光照射，引起对应位置的电信号发生变化；光电传感器输出的发生变化的电信号为模拟信号，通过数模转换将模拟信号转换为fpga控制板能处理的数字信号，转换之后的数字信号传送给fpga控制板，所述的fpga控制板定位到背光板的相应区域对亮度进行增强，从而补偿车载显示屏的亮度。

3、优选地，所述的光电传感器输出的信号并不直接作用于背光板，而是根据人眼的亮度感知能力将该信号转化为系数矩阵而后加权到前一时刻的背光亮度值上。

4、优选地，所述的fpga控制板具体包括数据处理模块和驱动ic，所述的数据处理模块用于根据所述的数字信号产生加权系数，并将加权系数与背光数据的初始值进行加权输出加权后的背光数据；所述的驱动ic接收所述的数据处理模块输出的加权后的背光数据，并产生用于控制背光亮度的pwm（脉冲宽度调制）信号。

5、优选地，所述的数据处理模块包括系数矩阵生成模块，所述的系数矩阵生成模块用于接收所述的数字信号并产生加权系数；

6、加权的具体过程如下：

7、假设光照的原始数据矩阵为l：

8、；

9、假设此时车载显示屏的亮度矩阵是b：

10、；

11、假设系数矩阵为c，那么：

12、；

13、假设感知到亮度变化所需要的亮度增量矩阵为l：

14、；

15、那么最后的数据矩阵a即为：

16、；

17、该最后的数据矩阵即为最终送给背光板的数据矩阵；所述的最后的数据矩阵中m=1，2，3……i；n=1，2，3……j；i，j为屏幕分辨率；

18、其中，floor表示向下取整；表示哈达玛积运算；

19、floor（c）表示加权系数矩阵， a=bfloor(c)+△l 即为加权的过程，最后输出的数据矩阵a就是加权数据，送给显示屏显示即可。

20、优选地，所述的数据处理模块还包括分区背光计算模块，所述的分区背光计算模块接收所述的加权系数并将所述的加权系数与背光数据的初始值进行加权，输出加权数据。

21、优选地，所述的数据处理模块还包括动态控制模块，所述的动态控制模块用于配置驱动ic所需要的寄存器值，同时控制所述的驱动ic进行数据的读出和写入，以便驱动ic能够按照预期方式正常工作。

22、优选地，所述的动态控制模块具体包括驱动ic初始化配置模块和数据读写控制模块，所述的驱动ic初始化配置模块用于对所述的驱动ic进行初始化配置，并配置驱动ic所需要的寄存器值；所述的数据读写控制模块用于控制所述的驱动ic进行数据的读出和写入，以便驱动ic能够按照预期方式正常工作。

23、优选地，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括上位机和lvds解码芯片，所述的上位机用于将视频数据以lvds信号（低压差分信号）的格式输出，所述的lvds解码芯片用于接收以lvds信号的格式输出的视频数据并转换为vga视频数据流。

24、优选地，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括数据同步模块，所述的数据同步模块用于接收所述的vga视频数据流并进行延时，与所述的fpga控制板将加权系数与背光数据的初始值进行加权输出加权后的背光数据以及所述的驱动ic接收所述的加权后的背光数据并产生用于控制背光亮度的pwm信号的过程进行时序同步。

25、优选地，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括t-con控制板，所述的数据同步模块还用于将同步后的数据信号传送给所述的t-con控制板，以驱动所述液晶面板的液晶分子偏转完成与背光板的同步显示。

26、本发明还提供一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的方法，该方法使用所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置改善强光照射下车载显示屏的显示效果，具体包括以下步骤：

27、s1、将所述的车载显示屏分为多个区域，当强光直射在车载显示屏上时会先经过透明的光电传感器，光电传感器感知到所述车载显示屏的多个区域中的对应位置有强光照射，引起对应位置的电信号发生变化；

28、s2、通过a/d（数模）转换将光电传感器输出的模拟信号转换为fpga控制板能处理的数字信号，转换之后的数字信号传送给fpga控制板，定位到背光板的相应区域对亮度进行增强，从而补偿车载显示屏的亮度。

29、本发明还提供一种汽车，该汽车包括所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，或者使用所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的方法改善强光照射下车载显示屏的显示效果。

30、有益效果

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、本发明所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置和方法能够有效地减少反射和折射问题，提升屏幕上信息的清晰度和可读性，改善驾驶员的视觉体验，减少对驾驶过程的干扰，提高驾驶过程的安全性。与此同时，降低了能耗。

技术特征：

1.一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置包括车载显示屏、光电传感器和fpga控制板，所述的车载显示屏包括液晶面板、背光板和边框，所述的液晶面板覆盖在所述背光板的上方；所述的边框包裹在所述液晶面板和背光板的周壁上；所述的光电传感器覆盖在所述液晶面板的上方；所述的车载显示屏分为多个区域，当强光直射在车载显示屏上时会先经过透明的光电传感器，光电传感器感知到所述车载显示屏的多个区域中的对应位置有强光照射，引起对应位置的电信号发生变化；光电传感器输出的发生变化的电信号为模拟信号，通过数模转换将模拟信号转换为fpga控制板能处理的数字信号，转换之后的数字信号传送给fpga控制板，所述的fpga控制板定位到背光板的相应区域对亮度进行增强，从而补偿车载显示屏的亮度。

2.根据权利要求1所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的光电传感器输出的信号并不直接作用于背光板，而是根据人眼的亮度感知能力将该信号转化为系数矩阵而后加权到前一时刻的背光亮度值上。

3.根据权利要求1所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的fpga控制板具体包括数据处理模块和驱动ic，所述的数据处理模块用于根据所述的数字信号产生加权系数，并将加权系数与背光数据的初始值进行加权输出加权后的背光数据；所述的驱动ic接收所述的数据处理模块输出的加权后的背光数据，并产生用于控制背光亮度的pwm信号。

4.根据权利要求3所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的数据处理模块包括系数矩阵生成模块，所述的系数矩阵生成模块用于接收所述的数字信号并产生加权系数。

5.根据权利要求3所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的数据处理模块还包括分区背光计算模块，所述的分区背光计算模块接收所述的加权系数并将所述的加权系数与背光数据的初始值进行加权，输出加权数据。

6.根据权利要求3所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的数据处理模块还包括动态控制模块，所述的动态控制模块用于配置驱动ic所需要的寄存器值，同时控制所述的驱动ic进行数据的读出和写入，以便驱动ic能够按照预期方式正常工作。

7.根据权利要求6所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的动态控制模块具体包括驱动ic初始化配置模块和数据读写控制模块，所述的驱动ic初始化配置模块用于对所述的驱动ic进行初始化配置，并配置驱动ic所需要的寄存器值；所述的数据读写控制模块用于控制所述的驱动ic进行数据的读出和写入，以便驱动ic能够按照预期方式正常工作。

8.根据权利要求1所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括上位机和lvds解码芯片，所述的上位机用于将视频数据以lvds信号的格式输出，所述的lvds解码芯片用于接收以lvds信号的格式输出的视频数据并转换为vga视频数据流。

9.根据权利要求3所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括数据同步模块，所述的数据同步模块用于接收所述的vga视频数据流并进行延时，与所述的fpga控制板将加权系数与背光数据的初始值进行加权输出加权后的背光数据以及所述的驱动ic接收所述的加权后的背光数据并产生用于控制背光亮度的pwm信号的过程进行时序同步。

10.根据权利要求9所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置，其特征在于，所述的用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置还包括t-con控制板，所述的数据同步模块还用于将同步后的数据信号传送给所述的t-con控制板，以驱动所述液晶面板的液晶分子偏转完成与背光板的同步显示。

技术总结
本发明涉及一种用于改善强光照射下车载显示屏显示效果的装置和方法，该装置包括车载显示屏、光电传感器和FPGA控制板，车载显示屏包括液晶面板、背光板和边框，车载显示屏分为多个区域，当强光直射在车载显示屏上时会先经过透明的光电传感器，光电传感器感知到所述车载显示屏的多个区域中的对应位置有强光照射，引起对应位置的电信号发生变化；光电传感器输出的发生变化的电信号为模拟信号，通过数模转换将模拟信号转换为FPGA控制板能处理的数字信号，转换之后的数字信号传送给FPGA控制板，所述的FPGA控制板定位到背光板的相应区域对亮度进行增强，从而补偿车载显示屏的亮度。

技术研发人员：汪洋,郑喜凤,黄德举,陈俊昌,刘凤霞,曹慧,邢繁洋
受保护的技术使用者：长春希达电子技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16