CN201063938Y - 亮度调整电路及具有所述亮度调整电路的显示设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种亮度调整电路及具有所述亮度调整电路的显示设备，包括：环境光感应模块，感应当前环境光强度并转化成相应的强度值；计算模块，接收所述环境光感应单元输出的当前环境光强度值，并根据所述当前环境光强度值生成显示设备的目标亮度值；调整模块，接收所述计算模块输出的目标亮度值，并将显示设备的亮度调整至目标亮度值。采用本实用新型的调整电路结构能够实现显示设备的显示亮度根据环境光强弱自动进行调整，省去了用户手动调整的繁琐。

Description

亮度调整电路及具有所述亮度调整电路的显示设备

技术领域

本实用新型属于显示控制技术领域，具体地说，是涉及一种显示亮度调整电路结构。

背景技术

显示设备显示图像的好坏与人的感觉有着密切的联系，而环境光对人的感觉影响很大。如在白天室外环境光强的情况下，显示设备需要很亮的显示效果才能让使用者辨认清楚其显示内容；而夜晚环境光很暗的情况，显示设备如果显示亮度太强就会使人感觉非常刺眼。因此，调节显示设备工作在适当的显示亮度上对于其使用者来说是非常重要的。

现有显示设备调整其显示亮度的方法大多是通过使用者人为的进行调整。例如，使用者在正午时将显示设备调整到合适的显示亮度，而到了夜晚，便会觉得显示设备的显示亮度很亮，非常刺眼，这时使用者必须手动的将其调暗，而到了第二天正午，又会感觉其显示不清楚，即很暗，这时又需要将其调亮，如此反复，可想而知是相当繁琐的。同时，在使用者调整过程中，又需要不断的进行试验性的增加或是减少亮度，其调整过程对用户来说也是非常麻烦的。

为了解决上述问题，许多生产厂商在其显示设备内部设置了一些亮度模式，只要使用者根据具体的外界环境选择相应的亮度模式即可。但是，这样又存在一个问题，使用者所处的环境有时并不能与生产厂商在其设备中内置的亮度模式匹配，也就是说这种方法所内置的亮度模式终归是有限的，并不一定能满足使用者的实际需求。另外，即使使用者所处的环境可以与其内置的亮度模式匹配，但是使用者还是需要亲自调出调整方式列表，然后逐一的寻找以选择合适的模式，这样来说也是比较麻烦的，同时也是浪费时间的。

因此，亟待出现一种能够根据环境光强弱自动调整显示设备显示亮度的解决方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种能够根据环境光强弱自动调整显示设备的显示亮度的电路结构。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种亮度调整电路及具有所述亮度调整电路的显示设备，包括：

环境光感应模块，感应当前环境光强度并转化成相应的强度值；

计算模块，接收所述环境光感应单元输出的当前环境光强度值，并根据所述当前环境光强度值生成显示设备的目标亮度值；

调整模块，接收所述计算模块输出的目标亮度值，并将显示设备的亮度调整至目标亮度值。

作为所述环境光感应模块的其中一种实施结构，在所述环境光感应模块中包含有一采样模块和一比较模块，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述比较模块对所述采样模块连续输出的预定次数的环境光强度值进行比较，并选择以一定次数连续稳定于某一值的强度值作为当前环境光的亮度值输出至所述的计算模块。

作为所述环境光感应模块的另外一种实施结构，在所述环境光感应模块中包含有一采样模块、存储器和计算器，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述存储器存储所述采样模块输出的环境光强度值；计算器对周期时间内采样得到的所有环境光强度值求平均，并将所述平均值作为当前环境光的强度值输出至所述的计算模块。

其中，为了简化电路结构，所述环境光感应模块可以采用一光感集成芯片实现。

优选的，所述显示设备为液晶显示设备，例如液晶电视机。

采用本实用新型的调整电路结构能够实现显示设备的显示亮度根据环境光强弱自动进行调整，省去了用户手动调整的繁琐。

附图说明

图1是本实用新型中显示设备亮度调整电路的一个实施例的结构框图；

图2是本实用新型中显示设备亮度调整电路的另一个实施例的结构框图；

图3是本实用新型中显示设备亮度调整方法的一个实施例的流程图；

图4是图3所示流程的一个步骤的详细过程流程图；

图5是图3所示流程的另一个步骤的详细过程流程图；

图6是图3所示流程的再一个步骤的详细过程流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

参考图1、图2，图示了本实用新型所提出的显示设备亮度调整电路的两种实施例的结构框图。如图1、图2所示，显示设备亮度调整电路1包括：

环境光感应模块10，用于采样当前环境光强度并获得当前环境光强度值。在所述环境光感应模块10中可以采用如图1所示的电路结构，包括一采样模块101和一比较模块102，所述采样模块101采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述比较模块102对所述采样模块101连续输出的预定次数的环境光强度值进行比较，并选择以一定次数连续稳定于某一值的强度值作为当前环境光的亮度值输出；亦可以采用如图2所示的电路结构，包括一采样模块101和一存储器、计算器103，所述采样模块101采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述存储器、计算器103存储所述采样模块101输出的环境光强度值，并对周期时间内采样得到的所有环境光强度值求平均，并将所述平均值作为当前环境光的强度值输出。其中，所述的环境光感应模块10可以是感光集成芯片，例如型号为ISL29001的感光集成芯片等实现，当然也可以是由分立元件组成的感光电路等，本实用新型不限于此。

计算单元11，用于根据所述环境光感应模块10输出的外界环境光强度值获得显示设备目标亮度值，其通过将所述环境光感应模块10中所得到的稳定的环境光强度值与亮度调整映射关系进行对应，这样便得到一个目标亮度值；将所述目标亮度值与所述显示设备的当前显示的亮度进行比较，若相等，则表示无须调整亮度，此时，继续等待环境光感应模块10发送稳定的环境光强度值；若不相等，则将所述目标亮度值传送至下述调整单元12。这里的亮度调整映射关系可以是通过对若干确定状态点平滑模拟得到的亮度调整曲线，通过环境光强度值与目标亮度值的一一对应关系得到目标亮度值；或者，所述亮度调整曲线为通过若干确定状态点得到的分段式亮度调整曲线，通过确定当前环境光强度值位于所述亮度调整曲线的某个区间内，从而对应得到目标亮度值。并且，所述亮度调整曲线均可以跟随所述确定状态点的变化而变化。当然，这里也可以是与一个对应表格进行对应得到一个目标亮度值等，只要能通过稳定的环境光强度值映射到一个目标亮度值均在本实用新型的保护范围内。其中，所述平滑式或分段式亮度调整曲线可以以函数的形式体现，所述的确定状态点为预先设定的有具体值的环境光强度值和目标亮度值的对应点。

调整单元12，用于将显示设备亮度调整至目标亮度值，其通过对显示设备亮度以一定步长和频率调整达到目标亮度值。其中，所述步长和频率为预先设定值，也可以是通过固定步数和频率由调整单元12计算得到步长，即步长＝|(目标亮度值-当前显示亮度值)|/固定步数。更为详细的描述如下：调整单元12将接收到的计算单元11得到的目标亮度值与显示设备的当前的显示亮度值进行比较，若目标亮度值大于当前亮度值，则以预设的步长和频率增加显示设备的显示亮度，直到达到目标亮度值。若目标亮度值小于当前亮度值，则以预设的步长和频率减少显示设备的显示亮度值，直到达到所述的目标亮度值。

其中，调整单元12以某一步长和频率对显示设备的亮度进行调整可以是通过输出与所述步长对应的具有特定占空比的PWM波形给液晶显示设备的背光调整脚，来实现液晶屏背光亮度的调节。当然，也可以采用与所述步长对应的其他任何适当的控制信号来对其他显示设备的亮度进行调节，本实用新型不受此局限。

例如，若当前显示设备的显示亮度为60，目标亮度为80，则可以以预设的步长2，时间间隔50ms(相当于给出频率)，对显示亮度进行刷新，即以此步长和频率增加显示设备的显示亮度值，直到到达80；或者，通过计算得到所述步长，假设预设的固定步数为10，则根据所述公式计算：步长＝|(80-60)|/10＝2，即调整步长为2，然后以此步长2和时间间隔50ms对显示设备的显示亮度进行调整。

需要注意的是，所述的步长和频率除了采用所述的固定步长和频率，或者通过固定步数来计算步长的方法外，还可以采用固定步长计算频率的方法等等，本实用新型不限于此。

参考图3，图示了本实用新型一种显示设备亮度调整方法的一个实施例的工作流程。如图所示，包括以下步骤：

步骤21，采样当前环境光强度，并获得当前环境光强度值；可以采用多次采样取稳定值的方法，即当采样值以一定次数连续稳定于某一值时，则该值为稳定值，并以该稳定值作为当前环境光强度值。

步骤22，根据步骤21中所述的当前环境光强度值获得显示设备目标亮度值；即根据步骤21所得到的环境光强度值，通过对应亮度调整映射关系得到显示设备的目标亮度值。所述亮度调整映射关系是对若干确定状态点平滑模拟得到的亮度调整曲线，通过环境光强度值与目标亮度值的一一对应关系得到目标亮度值；或者，所述亮度调整映射关系也可以是由若干确定状态点得到的分段式亮度调整曲线，通过确定当前环境光强度值位于所述亮度调整曲线的某个区间内，从而对应得到目标亮度值。并且，所述亮度调整曲线均可以跟随所述确定状态点的变化而变化。

步骤23，调整显示设备的亮度至目标亮度值；其调整过程为多次调整平滑过渡过程，可以是显示设备以一定步长和频率调整达到目标亮度值。其中，所述步长和频率为预先设定值，也可以是通过固定步数和频率计算得到步长，即步长＝|(目标亮度值-当前显示亮度值)|/固定步数。

参考图4，图示了图3所示流程的步骤21的详细过程的一个实施例的具体工作流程。如图所示，包括以下步骤：

步骤2100，对外界环境光进行采样，得到采样值，设为M；这里可以采用感光电路采样当前采样点的环境光的强度值，并将该强度值存储于变量M中；其中，所述的感光电路可以是集成的感光芯片，也可以是由分立元件组成的感光电路等。

步骤2101，对外界环境光进行采样，得到采样值，设为N；同样，与步骤2100相同，本步骤中也可以采用感光电路采样当前采样点的环境光的强度值，并将该亮度值存储于变量N中；其中，所述的感光电路可以是集成的感光芯片，也可以是由分立元件组成的感光电路等。

步骤2102，判断M与N是否相等，若不相等，则执行步骤2103，否则执行步骤2104；

步骤2103，将变量M设置为变量N中的值，并转向步骤2101；即将变量N中的值赋给M，然后转向步骤2101执行，也就是继续接收下一采样点采样的外界环境光强度值并继续执行后续步骤；

步骤2104，累加M与N相等的次数；这里可通过设置一个计数器变量来实现，每次判断M与N相等后均将所述计数器变量累加；

步骤2105，判断所述M与N相等的次数是否达到了预设的值，若未达到预设值，则转向步骤2106执行，否则转向步骤2107执行；即，可以是通过将所述计数器变量中值与所述预设的值进行比较，若计数器变量的值等于所述预设值，则执行步骤2107，若计数器变量的值小于所述预设值，则执行步骤2106；其中，所述预设值为程序中定义的常量，即加电后程序装载初始化，这个过程中将会设置一个常量作为预设值；

步骤2106，将变量M设置为变量N中的值，并转向步骤2101；即将变量N中的值赋给M，然后转向步骤2101执行，也就是继续接收下一外界环境光强度采样值并继续执行后续步骤；

步骤2107，将本次流程累加的M与N相等的次数清零；也就是说，可以是将所述计数器变量清零；

步骤2108，这时变量M或变量N中的值即为稳定的外界环境光强度值，并设其为S；由于M与N连续相等的次数达到了预设值，因此就表示外界环境光已经稳定了，这时由于M与N相等，所以，其中任何一个所存储的值均为外界环境光的稳定的强度值，并用变量S保存该稳定的外界环境光的强度值；

步骤2109，进入图3中步骤22的处理过程；即，得到稳定外界环境光强度值后，便进入到了图3中步骤22所述的根据该稳定值得到目标亮度值的计算过程，其后续具体的过程可以参考步骤22的详细的描述，例如下述图5所示的实施例。

参考图5，图示了图3所示流程的步骤22的详细过程的一个实施例的具体工作流程。如图所示，在本实施例中，也就是所述步骤2109的详细过程，包括以下步骤：

步骤2200，接收步骤21中稳定的外界环境光强度值；即接收步骤2108中所得到的稳定的外界环境光的强度值，也就是变量S中所存储的值；

步骤2201，根据所述S值对应亮度调整映射关系得到目标亮度值；其中，所述的亮度调整映射关系可以是由一些确定的状态点平滑模拟得到的亮度调整曲线，通过将所述S值与该曲线对应得到目标亮度值，这里所述的确定的状态点是指所述亮度调整曲线上的横轴值(外界环境光强度值)和对应纵轴值(目标亮度值)均有具体数值的点，例如状态点一为暗室下的外界环境光强度值及其对应的目标亮度值，状态点二为室内白天灯光下的外界环境光强度值及其对应的目标亮度值等等；所述的亮度调整映射关系也可以是由一些确定的状态点模拟得到的分段亮度调整曲线，通过确定S值位于所述分段亮度调整曲线的哪个区间内，从而对应得到目标亮度值，这里所说的确定的状态点与上述的确定的状态点意义相同，不再重复说明；所述的亮度调整映射关系还可以是一个表格，根据S值通过查找表格得到目标亮度值。这里所说的平滑的亮度调整曲线或者分段亮度调整曲线可以以函数的形式来体现，而根据所述确定状态点求得所述平滑的亮度调整曲线或者分段亮度调整曲线的方法可以采用插值或者拟合的方法，例如利用最小二乘法来拟合所述的两条曲线(函数)等，由于方法多样本实用新型重点也不在于此，因此不再进一步加以说明。另外，所述平滑的亮度调整曲线或者分段亮度调整曲线根据所述确定状态点的改变而变化，这是由于用户在使用中可以人工修改所述的确定的状态点的值，这样这些值变化后，根据这些值所模拟得到曲线(函数)也肯定会随之变化；

其中，所述的确定的状态点以及各种亮度调整曲线存储于EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)中，当用户通过菜单修改状态点的值后，所述修改后的值及相应的变化曲线通过变量写入所述EEPROM中，待下次开机时使用；

步骤2202，判断所述目标亮度值与显示设备当前的显示亮度值是否相等，若相等，则执行步骤2203，若不相等，则执行步骤2204；本步骤的出发点在于：如果我们得到的目标亮度值和当前显示设备的显示亮度值相等的话，那么也就没有必要去调整其亮度了，这样从一定意义上说可以提高效率，同时也防止了给后续的处理过程带来未知的不利影响；所述的显示设备当前显示亮度可以直接从显示设备的显示控制或存储单元中取得，或者在上次亮度调整过程中存储调整后的亮度值，很容易理解，上次的调整亮度值即为本次的显示设备的当前亮度，所述的上一次的调整亮度值同样可以存储于EEPROM中；

步骤2203，转至图3中步骤21的初始步骤执行；在本实施例中，也就是说转向图3所述实施例的步骤2100执行，即，通过判断出没有必要进行亮度调整后，那么便继续从最开始运行，也就是继续采样外界环境光强度值进而判断等等过程；

步骤2204，转向图3中步骤23处理；也就是说，当判断目标亮度值与当前显示亮度值不相等后，那么就要进入亮度调整的过程，详细的过程可以参考步骤23的详细阐述，例如下述图6所示的实施例。

参考图6，图示了图3所示流程的步骤23的详细过程的一个实施例的具体工作流程。如图所示，在本实施例中，也就是所述步骤2204的详细过程，包括以下步骤：

步骤2300，接收图3步骤22中的目标亮度值；在本实施例中，也就是接收图4所示实施例得到的目标亮度值；

步骤2301，判断显示设备当前显示亮度值是否大于所述目标亮度值，若大于，则执行步骤2302，否则，则执行步骤2304；

步骤2302，以预设步长和频率减少显示亮度值；例如，预设的步长为4，目标亮度为60，显示设备当前显示亮度值为100，调整周期50ms，则以步长4以50ms为间隔减少显示亮度，这样，降低10次后便将显示设备的显示亮度降低至目标亮度值60；另外，所述的步长和频率也可以是不固定的，即通过固定步数计算得到步长，即步长＝|(目标亮度值-当前显示亮度值)|/固定步数，例如预设的固定步数为8，则根据所述公式计算：步长＝|(60-100)|/8＝5，即调整步长为5，然后以此步长5和时间间隔(相当于频率，可以是固定的或可变的)对显示设备的显示亮度进行调整；这样，当采用预设步长和频率减少显示亮度值时，所述的各个预设值可以存储于EEPROM中；同样，当采用固定步数的方案时，所述的固定步数也可以存储于EEPROM中；这些预先存储的值均在显示设备亮度调整装置出厂时由技术人员输入设定；

其中，对显示设备亮度进行调整可以是通过输出与所述步长对应的具有特定占空比的PWM波形，该PWM波形可以直接输出至显示设备的亮度控制接口，或者通过积分电路转换为电压信号输出至显示设备的亮度控制接口。所述的PWM波形可以是由具有输出可控的PWM波形的芯片，例如MCU生成，我们通过改变芯片的相关寄存器的值来控制波形形状；当然，也可以采用与所述步长对应的其他任何适当的控制信号，本实用新型不受此局限；

步骤2303，判断显示设备当前的显示亮度是否达到了所述目标亮度值，若达到了，则执行步骤2306，否则执行步骤2302；

步骤2304，以预设步长和频率增加显示亮度值；例如，预设的步长为4，目标亮度为100，显示设备的当前显示亮度为60，调整周期为50ms，则以步长4以50ms为间隔增加显示亮度值，这样，增加10次后便将显示设备的显示亮度值增加至目标亮度值100；另外，像步骤2302中所说的一样，所述的步长和频率也可以是不固定的，即通过固定步数计算得到步长，即步长＝|(目标亮度值-当前显示亮度值)|/固定步数，相关举例可以类比参考步骤2302中所述；

这样，当采用预设步长和频率增加显示亮度值时，所述的各个预设值可以存储于EEPROM中；同样，当采用固定步数的方案时，所述的固定步数也可以存储于EEPROM中；这些预先存储的值均在显示设备亮度调整装置出厂时由技术人员输入设定。另外，对显示设备亮度进行调整可以是通过输出与所述步长对应的具有特定占空比的PWM波形，该PWM波形可以直接输出至显示设备的亮度控制接口，或者通过积分电路转换为电压信号输出至显示设备的亮度控制接口。所述的PWM波形可以是由具有输出可控的PWM波形的芯片，例如MCU生成，我们通过改变芯片的相关寄存器的值来控制波形形状。当然，也可以采用与所述步长对应的其他任何适当的控制信号，本实用新型不受此局限，相关举例亦可类比参考步骤2302中所述。

需要注意的是，步骤2302和步骤2304中所述的步长和频率除了采用所述的固定步长和频率，或者通过固定步数来计算步长的方法外，还可以采用固定步长计算频率的方法等等，本实用新型不限于此。

步骤2305，判断显示设备当前的显示亮度值是否达到了所述目标亮度值，若达到了，则执行步骤2306，否则执行步骤2304；

步骤2306，转向图3中步骤21执行；即，对显示设备的显示亮度调整完毕后，继续对外界环境光进行监测比对，循环执行上述的各个流程。

值得注意的是，本具体实施方式中仅列举了将外界环境光强度的采样值作为外界环境光是否稳定的判断目标，其实也可以是将外界环境光强度的所有采样值的周期性读取值作为外界环境光是否稳定的判断目标，例如对所有采样值按照周期为60ms进行读取，并判断按此周期所取得的值是否以一定次数连续相等，其过程与本具体实施方式中所述的对采样值的稳定值的获取过程相同，本领域普通技术人员可以通过对本具体实施方式进行简单类比得到，因此不再进行详细的阐述。

另外需要说明的是，本实用新型中所说的显示设备可以是电视机，例如液晶电视等，也可以是计算机显示器(包括CRT型或液晶型)，或者手机、PDA等的显示屏等等，本实用新型不限于此。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种亮度调整电路，其特征在于：包括

环境光感应模块，感应当前环境光强度并转化成相应的强度值；

计算模块，接收所述环境光感应单元输出的当前环境光强度值，并根据所述当前环境光强度值生成显示设备的目标亮度值；

调整模块，接收所述计算模块输出的目标亮度值，并将显示设备的亮度调整至目标亮度值。

2.根据权利要求1所述的亮度调整电路，其特征在于：在所述环境光感应模块中包含有一采样模块和一比较模块，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述比较模块对所述采样模块连续输出的预定次数的环境光强度值进行比较，并选择以一定次数连续稳定于某一值的强度值作为当前环境光的亮度值输出至所述的计算模块。

3.根据权利要求1所述的亮度调整电路，其特征在于：在所述环境光感应模块中包含有一采样模块、存储器和计算器，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述存储器存储所述采样模块输出的环境光强度值；计算器对周期时间内采样得到的所有环境光强度值求平均，并将所述平均值作为当前环境光的强度值输出至所述的计算模块。

4.根据权利要求2或3所述的亮度调整电路，其特征在于：所述环境光感应模块为一光感集成芯片。

5.根据权利要求1所述的亮度调整电路，其特征在于：所述显示设备为液晶显示器。

6.一种具有亮度调整电路的显示设备，其特征在于：包括

环境光感应模块，感应当前环境光强度并转化成相应的强度值；

计算模块，接收所述环境光感应单元输出的当前环境光强度值，并根据所述当前环境光强度值生成显示设备的目标亮度值；

调整模块，接收所述计算模块输出的目标亮度值，并将显示设备的亮度调整至目标亮度值。

7.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于：在所述环境光感应模块中包含有一采样模块和一比较模块，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述比较模块对所述采样模块连续输出的预定次数的环境光强度值进行比较，并选择以一定次数连续稳定于某一值的强度值作为当前环境光的亮度值输出至所述的计算模块。

8.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于：在所述环境光感应模块中包含有一采样模块、存储器和计算器，所述采样模块采样当前环境光强度并转化成相应的强度值；所述存储器存储所述采样模块输出的环境光强度值；计算器对周期时间内采样得到的所有环境光强度值求平均，并将所述平均值作为当前环境光的强度值输出至所述的计算模块。

9.根据权利要求7或8所述的显示设备，其特征在于：所述环境光感应模块为一光感集成芯片。

10.根据权利要求6所述的显示设备，其特征在于：所述显示设备为液晶电视机。

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