一种具有护眼功能的电子设备及其信息处理方法与流程

本申请涉及对电子技术领域，尤其涉及一种具有护眼功能的电子设备及其信息处理方法。

背景技术：

随着电子技术不断发展和成熟，出现了越来越多的个性化的电子设备，例如专用于学生使用的学习设备，具体可以是平板电脑、手机、笔记本电脑、台式电脑等。而学生对于视力的保护，应该根据造成视力衰弱的不同原因采取相对应的预防措施，一般分为两个方面：

1、用眼的环境光亮度，在绝大多数的情况下，学生视力的下降和光线不佳有很大的关系，如太暗、太亮、反光等，在国际上对于不同场所下的光线强度制定了较为明确的标准，但是学生在通过电脑、学习本等电子设备学习的过程中很少会关注设备亮度对视力带来的影响，另外，不同的光源对照度的要求也是不尽然相同的，而且，即使亮度相同，人眼对不同光源的感觉也是不一样的，所以学生在日常学习、生活中的确不容易判断光线是否合适。

2、近距离用眼，绝大多数学生视力下降的原因是眼睛调节机能的减退，在环境光较差的环境下，长时间近距离用眼，是学生引发近视以及近视加深的主要原因，应该尽量避免眼睛距离学习设备的显示器不能低于一定距离。

目前，学习本等这类电子学习设备非常流行，但是这一类学习本并没有重视对学生视力保护的设计，因此在这类产品上如何保护学生视力已经非常重要。

申请内容

本申请的一个目的是提供一种具有护眼功能的电子设备及其信息处理方法，用以解决现有技术中无法对用户视力进行有效保护的问题。

为实现上述目的，本申请提供了一种具有护眼功能的电子设备，所述电子设备包括：

环境光传感器，用于检测两个不同波段的环境光的光照强度；

处理器，用于根据检测到的两个光照强度计算光源参考值，基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值

显示器，用于根据处理器确定的背光值调整其背光亮度。

进一步地，所述环境光传感器包括第一光电二极管阵列和第二光电二极管阵列；

所述第一光电二极管阵列，用于检测波长为350nm至1100nm的环境光的光照强度；

所述第二光电二极管阵列，用于检测波长为750nm至1100nm的环境光的光照强度。

进一步地，所述处理器，用于采用如下公式计算光源参考值：

ratio＝(raw_data_ch2×100)/raw_data_ch1

其中，ratio为光源参考值，raw_data_ch1为第一光电二极管阵列检测到的光照强度，raw_data_ch2为第二光电二极管阵列检测到的光照强度。

进一步地，所述处理器，用于采用如下方式确定当前环境光的光源类型：

在光源参考值小于r1时，将当前环境光的光源类型确定为coolwhite光源；

在光源参考值在r1和r2之间时，将当前环境光的光源类型确定为d65光源；

在光源参考值大于r2时，将当前环境光的光源类型确定为a光源；

其中，所述r1和r2分别为通过灯箱模拟coolwhite和d65光源时，处理器基于所述两个光电二极管阵列检测到的光照强度所计算出的光源参考值。

进一步地，所述电子设备还包括：

红外距离传感器，用于检测用户头部与显示屏的距离；

所述处理器，还用于在确定所述距离小于门限值时，生成护眼提示。

基于本申请的另一方面，还提供了一种具有护眼功能的电子设备的信息处理方法，所述电子设备包括处理器、显示器和环境光传感器，所述方法包括：

环境光传感器检测两个不同波段的环境光的光照强度；

处理器根据检测到的两个光照强度计算光源参考值；

处理器基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值；

显示器根据处理器确定的背光值调整其背光亮度。

进一步地，所述环境光传感器包括第一光电二极管阵列和第二光电二极管阵列；

环境光传感器分别检测两个不同波段的环境光的光照强度，包括：

所述第一光电二极管阵列检测波长为350nm至1100nm的环境光的光照强度，所述第二光电二极管阵列检测波长为750nm至1100nm的环境光的光照强度。

进一步地，处理器根据检测到的两个光照强度计算光源参考值，包括：

所述处理器采用如下公式计算光源参考值：

ratio＝(raw_data_ch2×100)/raw_data_ch1

其中，ratio为光源参考值，raw_data_ch1为第一光电二极管阵列检测到的光照强度，raw_data_ch2为第二光电二极管阵列检测到的光照强度。

进一步地，处理器基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，包括：

在光源参考值小于r1时，处理器将当前环境光的光源类型确定为coolwhite光源；

在光源参考值在r1和r2之间时，处理器将当前环境光的光源类型确定为d65光源；

在光源参考值大于r2时，处理器将当前环境光的光源类型确定为a光源；

其中，所述r1和r2分别为通过灯箱模拟coolwhite和d65光源时，处理器基于所述两个光电二极管阵列检测到的光照强度所计算出的光源参考值。

进一步地，所述电子设备还包括红外距离传感器，所述方法还包括：

红外距离传感器检测用户头部与显示屏的距离；

处理器在确定所述距离小于门限值时，生成护眼提示。

与现有技术相比，本申请提供的方案采用了环境光传感器来检测两个不同波段的环境光的光照强度，然后由处理器根据检测到的两个光照强度计算光源参考值，基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值，最终显示器可以根据处理器确定的背光值调整其背光亮度，使得电子设备在不同类型的环境光下能够自动调整背光亮度，从而保证人眼在不同环境光下的舒适度，对用户视力进行有效保护。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的一种具有护眼功能的电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种具有护眼功能的电子设备的信息处理方法的处理流程图；

图3为本申请实施例提供的一种具有护眼功能的学习本设备的结构示意图；

图4为本申请实施例中学习本设备基于距离检测实现护眼功能时的处理流程图；

图5为本申请实施例中学习本设备基于环境光检测实现护眼功能时的处理流程图；

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步详细描述。

在本申请一个典型的配置中，终端、服务网络的设备均包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flashram)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

图1示出了本申请实施例提供的一种具有护眼功能的电子设备，该电子设备至少包括了处理器110、显示器120和环境光传感器130。环境光传感器130用于检测两个不同波段的环境光的光照强度；处理器110用于根据检测到的两个光照强度计算光源参考值，基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值；显示器120用于根据处理器确定的背光值调整其背光亮度。由此，使得电子设备在不同类型的环境光下能够自动调整背光亮度，从而保证人眼在不同环境光下的舒适度，对用户视力进行有效保护。

环境光传感器的工作原理是：通过投光器将光线由透镜聚焦，传输至受光器，最后由接收感应器将收到的光线讯号转化为电信号，接收感应器一般可以采用光电二极管阵列。在常规的电子设备的护眼方案中，其使用的环境光传感器一般都是由一个仅对可见光敏感的光电二极管阵列组成，因此只能够检测出一个可见光波段内环境光的光照强度，基于该检测值进行后续计算时其精度不高。而本申请实施例提供的技术方案中，环境光传感器包括了两个光电二极管阵列，分别是第一光电二极管阵列131和第二光电二极管阵列132。其中，第一光电二极管阵列131可以检测波长为350nm至1100nm的环境光的光照强度，该波段的环境光包括可见光和近红外光两部分，而第二光电二极管阵列132可以检测波长为750nm至1100nm的环境光的光照强度，该波段的环境光为近红外光。

在检测到两个光照强度的检测值之后，处理器可以根据这两个检测值计算光源参考值，该光源参考值为一比率值，具体可以采用如下公式进行计算：

ratio＝(raw_data_ch2×100)/raw_data_ch1

其中，ratio为光源参考值，raw_data_ch1为第一光电二极管阵列检测到的光照强度，raw_data_ch2为第二光电二极管阵列检测到的光照强度。

进一步地，处理器在基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型时，其具体采用的处理方式可以是：

在光源参考值小于r1时，将当前环境光的光源类型确定为coolwhite光源；

在光源参考值在r1和r2之间时，将当前环境光的光源类型确定为d65光源；

在光源参考值大于r2时，将当前环境光的光源类型确定为a光源。

其中，r1和r2可以通过预先模拟调试的方式确定，例如在配置参数之前，先通过用于模拟各类光源的灯箱来模拟出coolwhite光源和d65光源，然后将本申请实施例提供的具有护眼功能的电子设备分别置入两种光源环境下，在两种环境下分别采集一定量的数据，并计算出对应的ratio值，即为r1和r2值。例如，在coolwhite光源下检测出n组raw_data_ch1和raw_data_ch2的数据，计算出每组的ratio值，取算术平均之后即为r1。相应地，在d65光源下检测出n组raw_data_ch1和raw_data_ch2的数据，计算出每组的ratio值，取算术平均之后即为r2。

进一步地，处理器除了根据所述光源类型确定背光值之外，可以根据前一次检测到的光源参考值与当前检测到的光源参考值之间的变化来确定是否需要调整背光值。例如当本次计算得到的ratio值的与上次的ratio值变化超过预设值(如15％)时，虽然其光源类型判断出光源类型可能未发生，但是也可以重新计算一个背光值。在确定背光值时，为了更好的保护视力，当环境光的光照强度越低时，背光值所对应的背光亮度也越低。

在实际场景中，对于视力的保护不仅取决于屏幕亮度与环境光的适应程度，也同样取决于人眼与显示屏的距离，当人眼长时间距离显示屏过近时，容易影响视力。由此，本申请实施例提供的电子设备，还包括红外距离传感器。红外距离传感器的工作原理是：发射红外线，被近距离物体反射后，附带的红外探测器接收返回的红外光，通过发射和接收的时间来计算距离。本申请实施例中，红外距离传感器用于检测用户头部与显示屏的距离，相应地，处理器还用于在确定所述距离小于门限值时，生成护眼提示。该护眼提示可以通过任意一种可行的方式向用户反馈，例如通过显示屏来显示提示信息，通过电子设备的音频输出模块来发出音频提示等。

在实际场景中，电子设备的处理器是指该设备中具有数据处理功能的相关部件及其外围电路，例如基带芯片、cpu、mcu以及各类逻辑电路等。电子设备的处理器可以设置一个定时器，例如100ms，每隔100ms会控制红外距离传感器发射一次红外光进行距离检测，并同步进行一次环境光的检测。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供了具有护眼功能的电子设备的信息处理方法，该方法对应的方法是前述实施例中的设置异形取景框的方法，并且其解决问题的原理与该方法相似。

本申请实施例提供了一种具有护眼功能的电子设备的信息处理方法，该方法适用于包括处理器、显示器和环境光传感器的电子设备。该方法的处理流程如图2所示，包括：

步骤s201，环境光传感器检测两个不同波段的环境光的光照强度；

步骤s202，处理器根据检测到的两个光照强度计算光源参考值；

步骤s203，处理器基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值；

步骤s204，显示器根据处理器确定的背光值调整其背光亮度。

由此，使得电子设备在不同类型的环境光下能够自动调整背光亮度，从而保证人眼在不同环境光下的舒适度，对用户视力进行有效保护。

环境光传感器的工作原理是：通过投光器将光线由透镜聚焦，传输至受光器，最后由接收感应器将收到的光线讯号转化为电信号，接收感应器一般可以采用光电二极管阵列。在常规的电子设备的护眼方案中，其使用的环境光传感器一般都是由一个仅对可见光敏感的光电二极管阵列组成，因此只能够检测出一个可见光波段内环境光的光照强度，基于该检测值进行后续计算时其精度不高。而本申请实施例提供的技术方案中，环境光传感器包括了两个光电二极管阵列，分别是第一光电二极管阵列和第二光电二极管阵列。其中，第一光电二极管阵列可以检测波长为350nm至1100nm的环境光的光照强度，该波段的环境光包括可见光和近红外光两部分，而第二光电二极管阵列可以检测波长为750nm至1100nm的环境光的光照强度，该波段的环境光为近红外光。

在检测到两个光照强度的检测值之后，处理器可以根据这两个检测值计算光源参考值，该光源参考值为一比率值，具体可以采用如下公式进行计算：

ratio＝(raw_data_ch2×100)/raw_data_ch1

其中，ratio为光源参考值，raw_data_ch1为第一光电二极管阵列检测到的光照强度，raw_data_ch2为第二光电二极管阵列检测到的光照强度。

进一步地，处理器在基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型时，其具体采用的处理方式可以是：

在光源参考值小于r1时，将当前环境光的光源类型确定为coolwhite光源；

在光源参考值在r1和r2之间时，将当前环境光的光源类型确定为d65光源；

在光源参考值大于r2时，将当前环境光的光源类型确定为a光源。

其中，r1和r2可以通过预先模拟调试的方式确定，例如在配置参数之前，先通过用于模拟各类光源的灯箱来模拟出coolwhite光源和d65光源，然后将本申请实施例提供的具有护眼功能的电子设备分别置入两种光源环境下，在两种环境下分别采集一定量的数据，并计算出对应的ratio值，即为r1和r2值。例如，在coolwhite光源下检测出n组raw_data_ch1和raw_data_ch2的数据，计算出每组的ratio值，取算术平均之后即为r1。相应地，在d65光源下检测出n组raw_data_ch1和raw_data_ch2的数据，计算出每组的ratio值，取算术平均之后即为r2。

进一步地，处理器除了根据所述光源类型确定背光值之外，可以根据前一次检测到的光源参考值与当前检测到的光源参考值之间的变化来确定是否需要调整背光值。例如当本次计算得到的ratio值的与上次的ratio值变化超过预设值(如15％)时，虽然其光源类型判断出光源类型可能未发生，但是也可以重新计算一个背光值。在确定背光值时，为了更好的保护视力，当环境光的光照强度越低时，背光值所对应的背光亮度也越低。

在实际场景中，对于视力的保护不仅取决于屏幕亮度与环境光的适应程度，也同样取决于人眼与显示屏的距离，当人眼长时间距离显示屏过近时，容易影响视力。由此，本申请实施例中的电子设备还可以包括一红外距离传感器。红外距离传感器的工作原理是：发射红外线，被近距离物体反射后，附带的红外探测器接收返回的红外光，通过发射和接收的时间来计算距离。由此。本申请实施例提供的信息处理方法，还可以包括：红外距离传感器检测用户头部与显示屏的距离，而后处理器在确定所述距离小于门限值时，生成护眼提示。该护眼提示可以通过任意一种可行的方式向用户反馈，例如通过显示屏来显示提示信息，通过电子设备的音频输出模块来发出音频提示等。

在实际场景中，电子设备的处理器是指该设备中具有数据处理功能的相关部件及其外围电路，例如基带芯片、cpu、mcu以及各类逻辑电路等。电子设备的处理器可以设置一个定时器，例如100ms，每隔100ms会控制红外距离传感器发射一次红外光进行距离检测，并同步进行一次环境光的检测。

图3示出了本申请实施例提供的一种具有护眼功能的学习本设备，该设备由学习本基本模块1、环境光传感器模块2和红外距离传感器模块3组成，学习本基本模块1用于实现学习本设备的一些基本功能，包括基带芯片、射频模块、lcd模块、摄像头模块、电源模块和系统存储器等模块；环境光传感器模块2与基带芯片1通过两个gpio(generalpurposei/o)相连接，这两个gpio分别作为i2c总线的sda(数据线)和scl(时钟信号线)，用于实现检测并处理环境光数据的功能；红外距离传感器模块3与基带芯片1通过两个gpio和一个eint0相连接，这两个gpio也是分别作为i2c总线的sda和scl，eint0作为中断，以此实现基带芯片1对红外距离传感器模块3的控制和检测功能。

所述学习本设备在实现基于距离检测和环境光检测的护眼功能时，其处理流程分别如图4和图5所示。实现基于距离检测护眼功能时，基带芯片的处理步骤如下：

步骤s400：开始；

步骤s401：初始化红外距离传感器；

步骤s402：设置100ms定时器，

步骤s403：开启eint0中断；

步骤s404：eint0中断是否触发，如果中断触发转步骤s405；否则转步骤s404；

步骤s405：计算红外光传输时间并换算为相应的距离；

步骤s406：通过共享内存发送距离消息到应用层；

步骤s407：判断距离是否小于30cm，小于30cm转s408，否则转s407；

步骤s408：护眼提示

步骤s409：学习本的距离检测功能是否关闭，如果关闭转步骤s410，否则转步骤s404；

步骤s410：结束。

实现基于环境光检测护眼功能时，处理步骤如下：

步骤s500：开始；

步骤s501：初始化环境光检测传感器；

步骤s502：设置100ms定时器，

步骤s503：判断光源类型；

步骤s504：采集数据；

步骤s505：通过共享内存发送已采集环境光的数据到应用层；

步骤s506：应用层判断光感数据变化范围是否超过15％，超过15％转步骤s507，否则转步骤s506；

步骤s507：通知lcd按照预先设定区间改变背光亮度；

步骤s508：lcd改变背光亮度；

步骤s509：学习本的环境光检测功能是否关闭，如果关闭转步骤s510，否则转步骤s503；

步骤s510：结束。

综上所述，本申请提供的方案采用了环境光传感器来检测两个不同波段的环境光的光照强度，然后由处理器根据检测到的两个光照强度计算光源参考值，基于所述光源参考值确定当前环境光的光源类型，并根据所述光源类型确定背光值，最终显示器可以根据处理器确定的背光值调整其背光亮度，使得电子设备在不同类型的环境光下能够自动调整背光亮度，从而保证人眼在不同环境光下的舒适度，对用户视力进行有效保护。此外，本申请还可以检测用户头部与显示屏之间的距离，避免人眼与显示屏之间的距离过近，影响视力。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(asic)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，ram存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。