专利名称：能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶屏背光模块，尤其涉及能自动适应环境光变化的液晶屏 背光模块。
背景技术：
目前，液晶屏已经成为不可缺少的重要设备。为了让用户舒适的使用液晶屏，液晶 屏在不同的环境光照度下应该具有不同的亮度，所以液晶屏背光模块应该能根据环境光照 度自动调节亮度，每一个用户都有自己的亮度偏好，所以用户也能人工调节亮度。现有多项 涉及到自动调节亮度的技术。然而这些技术中都有不足之处，如1.对环境光的感知方面 没有充分考虑到人眼的视敏度曲线的影响，人观察同样能量的不同波长的光源，得到的亮 度和照度的感觉是不一样的，而这些技术和装置不能准确的反映这种关系，因而得到的亮 度和照度结果是不准确的，部分技术中考虑到了环境光传感器的光谱范围和人眼的光谱范 围一致，而没有考虑到装置对光谱的响应曲线应该和人眼的视敏度曲线一致。2.在根据环 境照度完成液晶显示屏背光亮度自动调节的功能中，不能给出一个简单的显示屏背光亮度 和环境光照度之间的对应关系，当用户人工修改亮度后，系统不能修正该关系。3.在根据环 境光照度完成显示屏背光亮度自动调节的功能中，通过改变电压或电流信号使显示屏背光 的亮度发生改变，而没有测量实际的显示屏背光亮度，认为加载同样的电压或电流信号，同 一显示屏背光亮度始终保持不变，然而实际的显示屏的背光亮度不仅受电压或电流信号影 响，还受温度和总使用时间的影响，从显示屏开始工作到显示屏稳定，内部元件的温度在发 生变化，因而亮度也发生变化，特别在寒冷环境下工作的大功率液晶屏，这种变化会比较明
Mo因此，如何克服上述技术缺陷是迫切需要解决的问题。 发明内容为了克服上述技术缺点，本实用新型的目的是让用户得到能准确感知环境光照 度、准确测量显示亮度、能依据给定的对应关系由环境光自动连续调节显示背光亮度、能人 工调节亮度、能自动修正显示背光亮度和环境光照度关系、记忆用户满意的显示背光亮度 和环境光照度的关系的液晶屏背光模块。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种液晶屏背光模块，该液晶屏背光模块 主要包括按键电路、PN23CV型硅光电池、辅助电路、以DD313为核心的LED背光驱动电路、 单片机等；两片PN23CV型硅光电池与辅助电路电连接，辅助电路与单片机的I/O 口电连接， 以DD313为核心的LED背光驱动电路与单片机I/O 口电连接，DD313的6、11、13引脚与LED 电连接。单片机采用STC12C5608AD，封装形式为S0P-28，工作在12MHZ频率。按键电路与单片机电连接，辅助电路含有0P07CP。单片机通过17、11、12引脚分别与DD313的ENR、ENG、ENB弓丨脚电连接，对应红、绿、蓝三种颜色LED。按键电路当用户对自动调光结果不满意时，自己调节显示亮度，该模块将用户的 动作转化为电信号送给单片机。PN23CV型硅光电池准确地感知环境光照度和实际的背光亮度，通过辅助电路将 照度和亮度信号转化为电信号，将该电信号传送给单片机。以DD313为核心的背光驱动电路接受单片机传送来的各种控制信号，例如亮度 控制、颜色控制等等。单片机接收硅光电池和辅助电路传送来的环境光照度信号，经过滤波减小环境 光中杂波信号的影响，如LED灯具会产生PWM波，得到环境光照度的平均信号，依据背光亮 度和环境光照度的对应关系，经过运算得到液晶屏背光的亮度信号，与感光模块传送来的 亮度信号相比较，如果有必要，则发出控制信号给以DD313为核心的LED背光驱动电路，调 节其亮度。还根据按键电路传送来的信号，发出控制信号至以DD313为核心的LED背光驱 动电路，调节其亮度，并改变背光亮度和环境光照度的对应关系，将新的对应关系放在存储 器中，以便下次调用。为了实现上述目的，本实用新型还使用了一种液晶屏背光亮度和环境光照度的对 应关系，以及根据用户的需求对这种关系进行修改的方法。在本实用新型使用的对应关系 中环境光的照度用X表示，液晶屏背光的亮度用y表示，两者的关系为y = kx+b(1)其中单片机存储反映环境光照度和液晶屏背光亮度关系的k和b，且掉电以后k和 b不丢失，b是环境光为0时液晶屏背光亮度，反映的是人在黑暗的环境中清楚地观察物体， 物体应具有的亮度，k是参照的是自然界中普通物体在自然光照射下的亮度特性而设定的， k和b都大于0，并可以根据用户的需要而改变。在自动调节过程中使用上述对应关系计算液晶屏背光亮度，为了满足不同用户的 需求，需要对上述对应关系进行调整，本实用新型使用了一种修改方法在环境光照度为 Xt时，自动调节的亮度为yt = kxt+b,当用户对自动调节的亮度不满意时，人工调节亮度到 1’ t，调用下式计算
办2 bmin和kmin都是由系统设计者根据主要使用环境确定，二者都大于0。取b'和bmin 二者中较大的值，作为调整后的b值存入电路中。取k'和kmin 二者中较大的值，作为调整后的k值存入电路中，从而完成对液晶屏 亮度和环境光照度之间关系的修改。系统初始时电路中的b和k值分别用bs和ks表示，这是系统设计者确定的，用户 不能修改该值，但可以通过按键电路调节使b和k值分别回到bs和ks值，用bs和ks的值分 别存入b和k中。计算b'禾Pk'时，设定札=100，ks = 33，bmin= 10，kmin = 0.3。为了实现上述目的，本实用新型提供了液晶屏的工作过程。该过程包含(a)到(P)(a)、单片机上电；(b)、单片机进行初始化；(C)、读取环境光照度；(d)、根据环境光照度计算理论显示亮度；(e)、打开液晶面板开始显示内容；(f)、读取实际显示亮度；(g)、根据理论亮度与实际显示亮度判断是否需要修改实际显示亮度，如果需要修 改，则调整实际显示亮度；(h)、再次读取环境光照度；(i)、根据环境光照度计算理论显示亮度；(j)、读取实际显示亮度；(k)、根据理论亮度与实际显示亮度判断是否需要修改实际显示亮度，如果需要修 改，则调整实际显示亮度；(1)、检测用户有无按键动作；(m)、判断是否需要根据用户要求调节实际显示亮度，如果需要修改，则调节实际 亮度到用户满意值，并且定时器复位开始计时；(η)、判断定时器记载的时间是否达到指定值，如果达到指定值，则计算新的b和k 值，并将其存入电路中，调整显示亮度和环境光照度对应关系，并使定时器复位停止计时；(ο)、检测用户是否需要回到bs和ks，如果需要，用bs和ks值分别存入b和k中;(P)、重复11到0的循环。本实用新型提供了一种液晶屏背光模块，其有益效果是，能依据给定的对应关系 根据环境光自动连续调节显示亮度，也可通过按键调节亮度，系统能自动修正显示亮度和 环境光照度关系，记忆用户满意的显示亮度和环境光照度的关系，提高了液晶屏的显示质 量，使用户获得最舒适的显示亮度，充分体现了人性化的设计。为了对本实用新型的进一步了解，将通过结合下述附图对本实用新型的实施进行 说明。
图1为本实用新型的液晶屏背光模块的原理结构框图。图2为本实用新型的电路原理图。图1中1. LED背光，2.以DD313为核心的LED背光驱动电路，3. PN23CV型硅光电 池，4.辅助电路，5.单片机，6.按键电路。
具体实施方式
本实用新型的实施方式将结合附图进行详细说明。参照图1和图2，能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，包括两片PN23CV型硅 光电池、单片机、按键电路、以DD313为核心的LED背光驱动电路、辅助电路。PN23CV型硅光电池感知环境光的照度和液晶屏背光的亮度，辅助电路处理后将信号传送给单片机，单片机计算液晶屏背光的理论亮度，与液晶屏背光的实际亮度进行比较， 判断是否需要调整液晶屏背光的亮度，如果需要，则给以DD313为核心的背光驱动电路发 送信号，调节液晶屏背光的实际亮度。当用户对自动调节的结果不满意时，通过按键电路将 用户的动作转化为电信号，传送给单片机，单片机判断是否需要调整液晶屏背光的亮度，如 果需要，则给以DD313为核心的LED背光驱动电路发送信号，调节背光亮度，延迟一段时间 后，修改b和k值。PN23CV型硅光电池对入射的各种波长的光进行选择性的衰减，该器件自带视觉 函数滤色片，共有两片光电池，一片感知环境光信号，一片感知LED背光的亮度信号，在液 晶面板旁的边框上有一直径为5毫米的圆孔，接收环境光的PN23CV型硅光电池放在圆孔 后方，环境光通过圆孔照射在PN23CV型硅光电池上，在液晶面板的背光源附近有一直径为 2毫米的圆孔，接收液晶显示亮度的PN23CV型硅光电池放在圆孔另一侧，接收液晶屏的背 光；两路电信号经过辅助电路放大后，输出的电压对各种波长光的响应曲线与人眼对各种 波长光的感受基本一致；由于实际的液晶屏中，背光源亮度是显示屏亮度的数倍，所以两路 信号的放大倍数不一致。在单片机程序中，对两路的输入光信号进行多次采样和滤波，得到 准确的光信号。PN23CV产生的信号通过运算放大器0P07CP放大后送至单片机的20、21引 脚，采用两级运放，放大电路中采用电容减小环境光中的杂波(如LED灯具会产生PWM波) 成分的影响，使输出信号平稳，采用可调电阻改变放大倍数，使输出电压在单片机的AD 口 的范围内。按键电路主要将用户的动作转化为电信号，传送给单片机，本实用新型采用的方 式是使用按键和电阻，如图2所示，按下按键输出电压为VCC，释放按键，输出电压为0，按下 Sffl表示用户要求增加显示亮度，按下SW2表示用户要求降低显示亮度，SW1、SW2都被按下 表示回到初始b和k的设置值bs和ks，SW1、SW2分别接在单片机的8、9两引脚。单片机主要接收PN23CV型硅光电池、辅助电路和按键电路传送来的信号，进行 运算与判断，发出控制信号，存储运算结果等。单片机选用STC12C5608AD，封装形式为 S0P-28，工作在12MHZ频率下，其含有8路10位A/D转换，可以选取两路分别接收环境光信 号和背光亮度信号；含有6个定时器，可以选择一定时器，在用户每次调整亮度以后定时器 复位，开始计时，延迟一段时间后，没有检测到按键动作，则计算新的b和k值；该单片机内 部含有8K的Flash程序存储器和768字节的SRAM，还带有EEPR0M，可以满足存储需求。由于液晶显示器采用的是PWM波调节方式调节亮度，所以通过程序设定输出信号 为PWM波；背光驱动电路采用DD313驱动LED灯作为背光源，单片机的17、11、12引脚三路 信号分别控制DD313的ENR(3引脚)、ENG(4引脚)、ENB (5引脚)，对应红、绿、蓝三种颜色 LED, DD313通过OUTR(13引脚)、OUTG (11引脚)、OUTB (6引脚)输出三路电流驱动LED。
权利要求能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是主要包括按键电路、PN23CV型硅光电池、辅助电路、以DD313为核心的LED背光驱动电路、单片机，两片PN23CV型硅光电池与辅助电路电连接，辅助电路与单片机的I/O口电连接，以DD313为核心的LED背光驱动电路与单片机I/O口电连接，DD313的6、11、13引脚与LED电连接。
2.根据权利要求1所述的能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是单片 机采用STC12C5608AD，封装形式为S0P-28，工作在12MHZ频率。
3.根据权利要求1所述的能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是单片 机存储反映环境光照度和液晶屏背光亮度关系的k和b，k和b都大于0。
4.根据权利要求1所述的能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是按键 电路与单片机电连接。
5.根据权利要求1所述的能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是辅助 电路含有0P07CP。
6.根据权利要求1所述的能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，其特征是单片 机通过17、11、12引脚分别与DD313的ENR、ENG、ENB引脚电连接，对应红、绿、蓝三种颜色 LED。专利摘要本实用新型公开了一种能自动适应环境光变化的液晶屏背光模块，主要包括按键电路、PN23CV型硅光电池、辅助电路、以DD313为核心的LED背光驱动电路、单片机，两片PN23CV型硅光电池与辅助电路电连接，辅助电路与单片机的I/O口电连接，以DD313为核心的LED背光驱动电路与单片机I/O口电连接，DD313的6、11、13引脚与LED电连接。本实用新型能自动根据环境光变化调节亮度，为用户提供更加舒适的视觉效果。
文档编号G09G3/36GK201628833SQ2010201150
公开日2010年11月10日 申请日期2010年1月23日 优先权日2010年1月23日
发明者朱子辰, 王竞, 罗青青 申请人:朱子辰