專利名稱：能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液晶屏背光模塊，尤其涉及能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏 背光模塊。
背景技術(shù)：
目前，液晶屏已經(jīng)成為不可缺少的重要設(shè)備。為了讓用戶舒適的使用液晶屏，液晶 屏在不同的環(huán)境光照度下應(yīng)該具有不同的亮度，所以液晶屏背光模塊應(yīng)該能根據(jù)環(huán)境光照 度自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，每一個(gè)用戶都有自己的亮度偏好，所以用戶也能人工調(diào)節(jié)亮度?，F(xiàn)有多項(xiàng) 涉及到自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的技術(shù)。然而這些技術(shù)中都有不足之處，如1.對(duì)環(huán)境光的感知方面 沒有充分考慮到人眼的視敏度曲線的影響，人觀察同樣能量的不同波長(zhǎng)的光源，得到的亮 度和照度的感覺是不一樣的，而這些技術(shù)和裝置不能準(zhǔn)確的反映這種關(guān)系，因而得到的亮 度和照度結(jié)果是不準(zhǔn)確的，部分技術(shù)中考慮到了環(huán)境光傳感器的光譜范圍和人眼的光譜范 圍一致，而沒有考慮到裝置對(duì)光譜的響應(yīng)曲線應(yīng)該和人眼的視敏度曲線一致。2.在根據(jù)環(huán) 境照度完成液晶顯示屏背光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能中，不能給出一個(gè)簡(jiǎn)單的顯示屏背光亮度 和環(huán)境光照度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)用戶人工修改亮度后，系統(tǒng)不能修正該關(guān)系。3.在根據(jù)環(huán) 境光照度完成顯示屏背光亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能中，通過(guò)改變電壓或電流信號(hào)使顯示屏背光 的亮度發(fā)生改變，而沒有測(cè)量實(shí)際的顯示屏背光亮度，認(rèn)為加載同樣的電壓或電流信號(hào)，同 一顯示屏背光亮度始終保持不變，然而實(shí)際的顯示屏的背光亮度不僅受電壓或電流信號(hào)影 響，還受溫度和總使用時(shí)間的影響，從顯示屏開始工作到顯示屏穩(wěn)定，內(nèi)部元件的溫度在發(fā) 生變化，因而亮度也發(fā)生變化，特別在寒冷環(huán)境下工作的大功率液晶屏，這種變化會(huì)比較明
Mo因此，如何克服上述技術(shù)缺陷是迫切需要解決的問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容為了克服上述技術(shù)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是讓用戶得到能準(zhǔn)確感知環(huán)境光照 度、準(zhǔn)確測(cè)量顯示亮度、能依據(jù)給定的對(duì)應(yīng)關(guān)系由環(huán)境光自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)顯示背光亮度、能人 工調(diào)節(jié)亮度、能自動(dòng)修正顯示背光亮度和環(huán)境光照度關(guān)系、記憶用戶滿意的顯示背光亮度 和環(huán)境光照度的關(guān)系的液晶屏背光模塊。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種液晶屏背光模塊，該液晶屏背光模塊 主要包括按鍵電路、PN23CV型硅光電池、輔助電路、以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路、 單片機(jī)等；兩片PN23CV型硅光電池與輔助電路電連接，輔助電路與單片機(jī)的I/O 口電連接， 以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)I/O 口電連接，DD313的6、11、13引腳與LED 電連接。單片機(jī)采用STC12C5608AD，封裝形式為S0P-28，工作在12MHZ頻率。按鍵電路與單片機(jī)電連接，輔助電路含有0P07CP。單片機(jī)通過(guò)17、11、12引腳分別與DD313的ENR、ENG、ENB弓丨腳電連接，對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)三種顏色LED。按鍵電路當(dāng)用戶對(duì)自動(dòng)調(diào)光結(jié)果不滿意時(shí)，自己調(diào)節(jié)顯示亮度，該模塊將用戶的 動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)送給單片機(jī)。PN23CV型硅光電池準(zhǔn)確地感知環(huán)境光照度和實(shí)際的背光亮度，通過(guò)輔助電路將 照度和亮度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，將該電信號(hào)傳送給單片機(jī)。以DD313為核心的背光驅(qū)動(dòng)電路接受單片機(jī)傳送來(lái)的各種控制信號(hào)，例如亮度 控制、顏色控制等等。單片機(jī)接收硅光電池和輔助電路傳送來(lái)的環(huán)境光照度信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波減小環(huán)境 光中雜波信號(hào)的影響，如LED燈具會(huì)產(chǎn)生PWM波，得到環(huán)境光照度的平均信號(hào)，依據(jù)背光亮 度和環(huán)境光照度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到液晶屏背光的亮度信號(hào)，與感光模塊傳送來(lái)的 亮度信號(hào)相比較，如果有必要，則發(fā)出控制信號(hào)給以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路，調(diào) 節(jié)其亮度。還根據(jù)按鍵電路傳送來(lái)的信號(hào)，發(fā)出控制信號(hào)至以DD313為核心的LED背光驅(qū) 動(dòng)電路，調(diào)節(jié)其亮度，并改變背光亮度和環(huán)境光照度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將新的對(duì)應(yīng)關(guān)系放在存儲(chǔ) 器中，以便下次調(diào)用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還使用了一種液晶屏背光亮度和環(huán)境光照度的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，以及根據(jù)用戶的需求對(duì)這種關(guān)系進(jìn)行修改的方法。在本實(shí)用新型使用的對(duì)應(yīng)關(guān)系 中環(huán)境光的照度用X表示，液晶屏背光的亮度用y表示，兩者的關(guān)系為y = kx+b(1)其中單片機(jī)存儲(chǔ)反映環(huán)境光照度和液晶屏背光亮度關(guān)系的k和b，且掉電以后k和 b不丟失，b是環(huán)境光為0時(shí)液晶屏背光亮度，反映的是人在黑暗的環(huán)境中清楚地觀察物體， 物體應(yīng)具有的亮度，k是參照的是自然界中普通物體在自然光照射下的亮度特性而設(shè)定的， k和b都大于0，并可以根據(jù)用戶的需要而改變。在自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程中使用上述對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算液晶屏背光亮度，為了滿足不同用戶的 需求，需要對(duì)上述對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，本實(shí)用新型使用了一種修改方法在環(huán)境光照度為 Xt時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)的亮度為yt = kxt+b,當(dāng)用戶對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)的亮度不滿意時(shí)，人工調(diào)節(jié)亮度到 1’ t，調(diào)用下式計(jì)算
辦2 bmin和kmin都是由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者根據(jù)主要使用環(huán)境確定，二者都大于0。取b'和bmin 二者中較大的值，作為調(diào)整后的b值存入電路中。取k'和kmin 二者中較大的值，作為調(diào)整后的k值存入電路中，從而完成對(duì)液晶屏 亮度和環(huán)境光照度之間關(guān)系的修改。系統(tǒng)初始時(shí)電路中的b和k值分別用bs和ks表示，這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)者確定的，用戶 不能修改該值，但可以通過(guò)按鍵電路調(diào)節(jié)使b和k值分別回到bs和ks值，用bs和ks的值分 別存入b和k中。計(jì)算b'禾Pk'時(shí)，設(shè)定札=100，ks = 33，bmin= 10，kmin = 0.3。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了液晶屏的工作過(guò)程。該過(guò)程包含(a)到(P)(a)、單片機(jī)上電；(b)、單片機(jī)進(jìn)行初始化；(C)、讀取環(huán)境光照度；(d)、根據(jù)環(huán)境光照度計(jì)算理論顯示亮度；(e)、打開液晶面板開始顯示內(nèi)容；(f)、讀取實(shí)際顯示亮度；(g)、根據(jù)理論亮度與實(shí)際顯示亮度判斷是否需要修改實(shí)際顯示亮度，如果需要修 改，則調(diào)整實(shí)際顯示亮度；(h)、再次讀取環(huán)境光照度；(i)、根據(jù)環(huán)境光照度計(jì)算理論顯示亮度；(j)、讀取實(shí)際顯示亮度；(k)、根據(jù)理論亮度與實(shí)際顯示亮度判斷是否需要修改實(shí)際顯示亮度，如果需要修 改，則調(diào)整實(shí)際顯示亮度；(1)、檢測(cè)用戶有無(wú)按鍵動(dòng)作；(m)、判斷是否需要根據(jù)用戶要求調(diào)節(jié)實(shí)際顯示亮度，如果需要修改，則調(diào)節(jié)實(shí)際 亮度到用戶滿意值，并且定時(shí)器復(fù)位開始計(jì)時(shí)；(η)、判斷定時(shí)器記載的時(shí)間是否達(dá)到指定值，如果達(dá)到指定值，則計(jì)算新的b和k 值，并將其存入電路中，調(diào)整顯示亮度和環(huán)境光照度對(duì)應(yīng)關(guān)系，并使定時(shí)器復(fù)位停止計(jì)時(shí)；(ο)、檢測(cè)用戶是否需要回到bs和ks，如果需要，用bs和ks值分別存入b和k中;(P)、重復(fù)11到0的循環(huán)。本實(shí)用新型提供了一種液晶屏背光模塊，其有益效果是，能依據(jù)給定的對(duì)應(yīng)關(guān)系 根據(jù)環(huán)境光自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)顯示亮度，也可通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)亮度，系統(tǒng)能自動(dòng)修正顯示亮度和 環(huán)境光照度關(guān)系，記憶用戶滿意的顯示亮度和環(huán)境光照度的關(guān)系，提高了液晶屏的顯示質(zhì) 量，使用戶獲得最舒適的顯示亮度，充分體現(xiàn)了人性化的設(shè)計(jì)。為了對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步了解，將通過(guò)結(jié)合下述附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施進(jìn)行 說(shuō)明。

圖1為本實(shí)用新型的液晶屏背光模塊的原理結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。圖1中1. LED背光，2.以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路，3. PN23CV型硅光電 池，4.輔助電路，5.單片機(jī)，6.按鍵電路。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的實(shí)施方式將結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。參照?qǐng)D1和圖2，能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，包括兩片PN23CV型硅 光電池、單片機(jī)、按鍵電路、以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路、輔助電路。PN23CV型硅光電池感知環(huán)境光的照度和液晶屏背光的亮度，輔助電路處理后將信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)計(jì)算液晶屏背光的理論亮度，與液晶屏背光的實(shí)際亮度進(jìn)行比較， 判斷是否需要調(diào)整液晶屏背光的亮度，如果需要，則給以DD313為核心的背光驅(qū)動(dòng)電路發(fā) 送信號(hào)，調(diào)節(jié)液晶屏背光的實(shí)際亮度。當(dāng)用戶對(duì)自動(dòng)調(diào)節(jié)的結(jié)果不滿意時(shí)，通過(guò)按鍵電路將 用戶的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳送給單片機(jī)，單片機(jī)判斷是否需要調(diào)整液晶屏背光的亮度，如 果需要，則給以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送信號(hào)，調(diào)節(jié)背光亮度，延遲一段時(shí)間 后，修改b和k值。PN23CV型硅光電池對(duì)入射的各種波長(zhǎng)的光進(jìn)行選擇性的衰減，該器件自帶視覺 函數(shù)濾色片，共有兩片光電池，一片感知環(huán)境光信號(hào)，一片感知LED背光的亮度信號(hào)，在液 晶面板旁的邊框上有一直徑為5毫米的圓孔，接收環(huán)境光的PN23CV型硅光電池放在圓孔 后方，環(huán)境光通過(guò)圓孔照射在PN23CV型硅光電池上，在液晶面板的背光源附近有一直徑為 2毫米的圓孔，接收液晶顯示亮度的PN23CV型硅光電池放在圓孔另一側(cè)，接收液晶屏的背 光；兩路電信號(hào)經(jīng)過(guò)輔助電路放大后，輸出的電壓對(duì)各種波長(zhǎng)光的響應(yīng)曲線與人眼對(duì)各種 波長(zhǎng)光的感受基本一致；由于實(shí)際的液晶屏中，背光源亮度是顯示屏亮度的數(shù)倍，所以兩路 信號(hào)的放大倍數(shù)不一致。在單片機(jī)程序中，對(duì)兩路的輸入光信號(hào)進(jìn)行多次采樣和濾波，得到 準(zhǔn)確的光信號(hào)。PN23CV產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)運(yùn)算放大器0P07CP放大后送至單片機(jī)的20、21引 腳，采用兩級(jí)運(yùn)放，放大電路中采用電容減小環(huán)境光中的雜波(如LED燈具會(huì)產(chǎn)生PWM波) 成分的影響，使輸出信號(hào)平穩(wěn)，采用可調(diào)電阻改變放大倍數(shù)，使輸出電壓在單片機(jī)的AD 口 的范圍內(nèi)。按鍵電路主要將用戶的動(dòng)作轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，傳送給單片機(jī)，本實(shí)用新型采用的方 式是使用按鍵和電阻，如圖2所示，按下按鍵輸出電壓為VCC，釋放按鍵，輸出電壓為0，按下 Sffl表示用戶要求增加顯示亮度，按下SW2表示用戶要求降低顯示亮度，SW1、SW2都被按下 表示回到初始b和k的設(shè)置值bs和ks，SW1、SW2分別接在單片機(jī)的8、9兩引腳。單片機(jī)主要接收PN23CV型硅光電池、輔助電路和按鍵電路傳送來(lái)的信號(hào)，進(jìn)行 運(yùn)算與判斷，發(fā)出控制信號(hào)，存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果等。單片機(jī)選用STC12C5608AD，封裝形式為 S0P-28，工作在12MHZ頻率下，其含有8路10位A/D轉(zhuǎn)換，可以選取兩路分別接收環(huán)境光信 號(hào)和背光亮度信號(hào)；含有6個(gè)定時(shí)器，可以選擇一定時(shí)器，在用戶每次調(diào)整亮度以后定時(shí)器 復(fù)位，開始計(jì)時(shí)，延遲一段時(shí)間后，沒有檢測(cè)到按鍵動(dòng)作，則計(jì)算新的b和k值；該單片機(jī)內(nèi) 部含有8K的Flash程序存儲(chǔ)器和768字節(jié)的SRAM，還帶有EEPR0M，可以滿足存儲(chǔ)需求。由于液晶顯示器采用的是PWM波調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)亮度，所以通過(guò)程序設(shè)定輸出信號(hào) 為PWM波；背光驅(qū)動(dòng)電路采用DD313驅(qū)動(dòng)LED燈作為背光源，單片機(jī)的17、11、12引腳三路 信號(hào)分別控制DD313的ENR(3引腳)、ENG(4引腳)、ENB (5引腳)，對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)三種顏色 LED, DD313通過(guò)OUTR(13引腳)、OUTG (11引腳)、OUTB (6引腳)輸出三路電流驅(qū)動(dòng)LED。
權(quán)利要求能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是主要包括按鍵電路、PN23CV型硅光電池、輔助電路、以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)，兩片PN23CV型硅光電池與輔助電路電連接，輔助電路與單片機(jī)的I/O口電連接，以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)I/O口電連接，DD313的6、11、13引腳與LED電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是單片 機(jī)采用STC12C5608AD，封裝形式為S0P-28，工作在12MHZ頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是單片 機(jī)存儲(chǔ)反映環(huán)境光照度和液晶屏背光亮度關(guān)系的k和b，k和b都大于0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是按鍵 電路與單片機(jī)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是輔助 電路含有0P07CP。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，其特征是單片 機(jī)通過(guò)17、11、12引腳分別與DD313的ENR、ENG、ENB引腳電連接，對(duì)應(yīng)紅、綠、藍(lán)三種顏色 LED。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種能自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境光變化的液晶屏背光模塊，主要包括按鍵電路、PN23CV型硅光電池、輔助電路、以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)，兩片PN23CV型硅光電池與輔助電路電連接，輔助電路與單片機(jī)的I/O口電連接，以DD313為核心的LED背光驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)I/O口電連接，DD313的6、11、13引腳與LED電連接。本實(shí)用新型能自動(dòng)根據(jù)環(huán)境光變化調(diào)節(jié)亮度，為用戶提供更加舒適的視覺效果。
文檔編號(hào)G09G3/36GK201628833SQ2010201150
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2010年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月23日
發(fā)明者朱子辰, 王競(jìng), 羅青青 申請(qǐng)人:朱子辰