本發(fā)明屬于醫(yī)療顯示器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

顯示器滿足了人們生活、工作中對(duì)畫面顯示的需求。顯示器使用的場景不同，則對(duì)圖像顯示的要求不同、對(duì)顯示的圖像所采用的校正方法不同。

醫(yī)療顯示器是一種專門用于醫(yī)療領(lǐng)域的專業(yè)顯示器，與其他顯示器相比，它有自己不同的特點(diǎn)：亮度高、分辨率高、穩(wěn)定性高以及滿足醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通信標(biāo)準(zhǔn)DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine，醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信)第14部分的灰度顯示標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)等等。如：診斷類顯示器用于顯示灰階圖像，往往要求高分辨率、高對(duì)比度、高亮度、及經(jīng)過DICOM校正；手術(shù)室用顯示器面向內(nèi)窺鏡等前端成像設(shè)備，用于顯示手術(shù)輔助信息等彩色圖像，要求分辨率適中、亮度一般，及經(jīng)過GAMMA(伽馬)校正。

一幅醫(yī)學(xué)灰階圖像可能被印在膠片上，也有可能存儲(chǔ)在電腦主機(jī)上被不同的電子顯示設(shè)備顯示，如何確保一幅醫(yī)學(xué)灰階圖像在不同的設(shè)備上顯示出來，且使顯示出的信息和效果都一樣，這就需要一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。為此，1984年，由美國放射學(xué)會(huì)(ACR)和國際電氣制造業(yè)協(xié)會(huì)(NEMA)組成的醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通訊標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì)，推出了“醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像通訊標(biāo)準(zhǔn)”，簡稱DICOM標(biāo)準(zhǔn)。DICOM標(biāo)準(zhǔn)的第14部分給出了一個(gè)“灰度標(biāo)準(zhǔn)顯示函數(shù)”(GSDF)，該函數(shù)依據(jù)人眼的視覺特性，給出了一個(gè)醫(yī)療顯示器的亮度與JND指數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

為了達(dá)到圖像亮度要求，醫(yī)療顯示器背光系統(tǒng)需使用大量大功率發(fā)光元件，因此，背光系統(tǒng)占顯示器的絕大部分功率消耗。為了節(jié)能降耗，現(xiàn)一般都是從背光上入手，想辦法降低背光的亮度。有一種技術(shù)將背光劃分成多個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域的背光亮度根據(jù)對(duì)應(yīng)區(qū)域所需顯示的圖像亮度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。這種方法能夠通過降低背光亮度達(dá)到節(jié)能的效果，但背光亮度降低后，圖像整體亮度也降低了，用戶看到的圖像效果變差，部分圖像細(xì)節(jié)也會(huì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)和控制方法，背光控制系統(tǒng)包括傳感器模塊及其外圍電路、主芯片、DDR控制器模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊，通過傳感器模塊探測使用人員是否在感應(yīng)范圍內(nèi)，從而控制主芯片對(duì)醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平或低電平，實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療顯示器背光的節(jié)能控制，有效延緩顯示器在亮度、對(duì)比度上的衰弱，同時(shí)保證醫(yī)療圖像的最佳顯示。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，包括：

傳感器模塊及其外圍電路，用于采集人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)，并將信號(hào)傳輸至主芯片；

主芯片，用于接收并處理傳感器模塊傳輸來的人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)，獲得人體運(yùn)動(dòng)紅外數(shù)據(jù)，并將該信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸給DDR控制器模塊，并控制電源轉(zhuǎn)換模塊向顯示器輸出所需電壓；

DDR控制器模塊，用于存儲(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)和人體運(yùn)動(dòng)紅外數(shù)據(jù)；

電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為主芯片和醫(yī)療顯示器的液晶屏所需電壓并輸出；

輸出控制模塊，用于輸出液晶屏驅(qū)動(dòng)信號(hào)和背光控制信號(hào)；

所述電源轉(zhuǎn)換模塊、DDR控制器模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊及其外圍電路均與主芯片相連，電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊均與醫(yī)療顯示器的液晶屏相連。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述主芯片為BIS0001芯片。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述傳感器模塊包括熱釋電紅外傳感器。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述熱釋電紅外傳感器設(shè)置有光學(xué)系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)為菲涅爾透鏡。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，所述傳感器模塊的外圍電路包括放大電路、濾波電路、信號(hào)處理電路和接口電路，所述放大電路、濾波電路、信號(hào)處理電路和接口電路均與傳感器模塊相連。

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，包括以下步驟：

步驟1：傳感器模塊探測在感應(yīng)范圍內(nèi)是否有使用人員，并將該探測結(jié)果傳輸至主芯片，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)有使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟2，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)無使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟2：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平，液晶屏正常工作，同時(shí)主芯片開啟延時(shí)模式；

步驟3：若使用人員一直在傳感器模塊感應(yīng)范圍內(nèi)，則主芯片保持輸出高電平，當(dāng)使用人員離開傳感器模塊感應(yīng)范圍時(shí)，主芯片設(shè)置延時(shí)時(shí)間并開始延時(shí)計(jì)時(shí)，延時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊關(guān)閉高電平并向液晶屏輸出低電平，轉(zhuǎn)到步驟1；

步驟4：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向液晶屏輸出低電平，液晶屏進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)主芯片設(shè)置傳感器封鎖時(shí)間并開始計(jì)時(shí)，在封鎖時(shí)間內(nèi)，傳感器模塊不進(jìn)行探測，封鎖時(shí)間計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟1。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，步驟3中的延時(shí)時(shí)間為10秒。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，步驟4中的封鎖時(shí)間為10秒。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明的背光控制系統(tǒng)采用傳感器模塊采集數(shù)據(jù)并控制主芯片的電平輸出，實(shí)現(xiàn)了對(duì)醫(yī)療顯示器背光的節(jié)能控制；

2、本發(fā)明的背光控制方法采用傳感器封鎖時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了傳感器感應(yīng)和封鎖間隔工作，能夠有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的干擾；

3、本發(fā)明的背光控制方法采用主芯片延時(shí)模式，實(shí)現(xiàn)了傳感器感應(yīng)的重復(fù)觸發(fā)；

4、本發(fā)明的背光控制方法能夠有效延緩醫(yī)療顯示器在亮度和對(duì)比度上的衰弱，有助于醫(yī)療圖像的最佳顯示。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的主芯片原理圖；

圖3是本發(fā)明的用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)的背光控制原理圖；

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。

一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括傳感器模塊及其外圍電路、主芯片、DDR控制器模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊、DDR控制器模塊、輸出控制模塊和傳感器模塊及其外圍電路均與主芯片相連，電源轉(zhuǎn)換模塊和輸出控制模塊均與醫(yī)療顯示器的液晶屏相連。其中：

傳感器模塊及其外圍電路，用于采集人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)，并將信號(hào)傳輸至主芯片。傳感器模塊包括熱釋電紅外傳感器，所述熱釋電紅外傳感器設(shè)置有光學(xué)系統(tǒng)，光學(xué)系統(tǒng)為菲涅爾透鏡，可以將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測元上，同時(shí)也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電紅外傳感器要求信號(hào)不斷變化的特性。熱釋電紅外傳感器是本發(fā)明方法中的核心器件，它可以把人體的運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)以供熱釋電紅外傳感器模塊外圍電路使用。

外圍電路包括放大電路、濾波電路、信號(hào)處理電路和接口電路，所述放大電路、濾波電路、信號(hào)處理電路和接口電路均與傳感器模塊相連，外圍電路可接收熱釋電紅外傳感器發(fā)出的電信號(hào)并將該信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)送至主芯片。

放大電路和濾波電路把熱釋電紅外傳感器輸出的微弱的電信號(hào)分別進(jìn)行放大和濾波處理，信號(hào)處理電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行延遲、比較處理并輸出給接口電路，接口電路將電信號(hào)以電平信號(hào)方式發(fā)到主芯片，通過主芯片的數(shù)據(jù)處理輸出控制信號(hào)，對(duì)顯示器背光進(jìn)行控制，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。

主芯片為BIS0001芯片，如圖2所示，BIS0001芯片由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。所述主芯片用于接收并處理傳感器模塊傳輸來的人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)，獲得人體運(yùn)動(dòng)紅外數(shù)據(jù)，并將該信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸給DDR控制器模塊，并控制電源轉(zhuǎn)換模塊向顯示器輸出所需電壓。

主芯片的工作過程為：首先，根據(jù)實(shí)際需要利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大，然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM≈0.5VDD后，將輸出信號(hào)V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs。由于VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，所以，當(dāng)VDD＝5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。COP3是一個(gè)條件比較器，當(dāng)輸入電壓Vc<VR(VR≈0.2VDD)時(shí)，COP3輸出為低電平封住了與門U2，禁止觸發(fā)信號(hào)Vs向下級(jí)傳遞；而當(dāng)Vc>VR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。當(dāng)A端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)，即高電平，可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。

DDR控制器模塊，用于存儲(chǔ)人體運(yùn)動(dòng)紅外信號(hào)和人體運(yùn)動(dòng)紅外數(shù)據(jù)。

電源轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為主芯片和醫(yī)療顯示器的液晶屏所需電壓并輸出。

輸出控制模塊，用于輸出液晶屏驅(qū)動(dòng)信號(hào)和背光控制信號(hào)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提出一種用于醫(yī)療顯示器的背光控制方法，如圖3所示，包括以下步驟：

步驟1：傳感器模塊探測在感應(yīng)范圍內(nèi)是否有使用人員，并將該探測結(jié)果傳輸至主芯片，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)有使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟2，若探測到感應(yīng)范圍內(nèi)無使用人員，則轉(zhuǎn)到步驟4；

步驟2：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向醫(yī)療顯示器的液晶屏輸出高電平，液晶屏正常工作，同時(shí)主芯片開啟延時(shí)模式；

步驟3：若使用人員一直在傳感器模塊感應(yīng)范圍內(nèi)，則主芯片保持輸出高電平，當(dāng)使用人員離開傳感器模塊感應(yīng)范圍時(shí)，主芯片設(shè)置延時(shí)時(shí)間10秒并開始延時(shí)計(jì)時(shí)，延時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊關(guān)閉高電平并向液晶屏輸出低電平，轉(zhuǎn)到步驟1；

步驟4：主芯片控制電源轉(zhuǎn)換模塊向液晶屏輸出低電平，液晶屏進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)主芯片設(shè)置傳感器封鎖時(shí)間10秒并開始計(jì)時(shí)，在封鎖時(shí)間內(nèi)，傳感器模塊不進(jìn)行探測，封鎖時(shí)間計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟1。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。