基于集成的环境光检测和光源特性的显示设备控制的制作方法

专利名称：基于集成的环境光检测和光源特性的显示设备控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及个人显示设备，更具体地，涉及基于测量的环境光和光源特性来控制
显示亮度。
背景技术：
小型便携式显示设备(例如便携式MP3播放器、便携式视频播放器和具有媒体功 能的蜂窝电话)的涌现已使得用户能够在具有非常不同的环境照明状况的环境中与这些 小型便携式显示设备交互。大多数设备包括其中亮度水平可以改变的显示照明系统。由于 这些设备经常由电池供电，并且可能在进行诸如散步或跑步之类的其它活动时使用，因此 希望设备响应于周围环境光状况而自动调整其显示亮度，以便节省电能并避免用户需要不 断地手动控制显示亮度。现有的显示设备的一个问题是，其环境光传感器通常检测到由其自身的显示光源 或背光源产生的光，这妨碍了设备准确地测量周围的环境光状况。更具体地说，现有的显示 背光控制器没有考虑在发光元件的供电被去除之后由这些元件发出的光，这些光的发出是 由发光元件的某些物理特性引起的。因而，需要准确地测量不同的环境光状况而不受到设 备自身的显示光源的干扰，以便能够实现改善的背光亮度控制。现有便携式显示设备(例如蜂窝电话)的另一个问题是，典型的环境光传感器可 能占据设备壳体内的空间，并需要壳体中的外部开口以能够进行环境光检测。壳体中的光 感测开口可能使设备内部暴露于周围环境中，增加制造成本，或有损于美观的设计。因而， 需要提供一种环境光检测，其不需要设备壳体中的附加开口来支持这种检测。

发明内容
在各种实施例中，本发明通过提供使得显示设备能够在显示器的光源所发出的光 量最小或低于限定阈值的时间间隔期间感测显示器附近的环境光量的系统、方法和设备， 解决了现有技术中的缺点。在各个方面，本发明使用与透射显示器的一部分集成在一起或位于透射显示器的 一部分内的光传感器。光传感器可以包括而不限于一个或多个光电二极管和/或光电晶体 管。可以根据光传感器所测量的环境光的量自动地调整显示照明水平。为了准确地测量环 境光而不受来自显示照明的干扰，设备处理器直到显示照明强度低于某个确定的光干扰水 平时才读取传感器的值。可以由显示器的制造者确定所述光干扰水平以及照明强度衰减到 这样的水平所花的时间。可替换地，可以使用不同因子由处理器计算照明衰减持续时间。在一个方面，一种透射显示器包括集成光源，用于通过在第一照明时间段期间发 光来照明所述透射显示器。所述显示器还包括集成光传感器，用于基于在第一照明时间段 之后的第一感测时间间隔期间存在的光量产生传感器信号。此外，所述显示器还包括处理 器，用于接收所述传感器信号，并且至少部分地基于所述传感器信号在所述感测时间间隔 之后的第二照明时间段期间控制所述光源。
在一种配置中，环境光到达光传感器的路径包括通过所述透射显示器的路径。在 一个特征中，照明时间段包括供电时间段和延迟时间段，在供电时间段期间，所述控制器给 所述集成光源供电。所述延迟时间段可以根据所述集成光源的至少一个发光元件的照明衰 减特性被确定。至少一个发光元件可以包括发光二极管(LED)。所述LED的照明衰减特性 可以基于LED的物理性质、LED的年龄、在供电时间间隔期间供给LED的电量、和供电时间 段的持续时间中的至少一个。在另一种配置中，基于至少一个照明衰减特性确定第二照明时间段的延迟时间 段。可以预先选择与照明时间段相关联的延迟时间段。可以基于在供电时间段之后照明水 平达到某个阈值水平所需的时间量，确定与照明时间段相关联的延迟时间段。在另一种配置中，控制包括调整第二照明时间段的供电时间段的持续时间，以便 调整显示器的照明强度。所述控制操作还可以包括调整供给所述集成光源的至少一个发光 元件的电量，以便调整显示器的照明强度。在一个特征中，所述集成光源可以包括发光元件 阵列。在另一个方面，一种透射显示器包括传感器，用于基于在其感受器(receptor) 处存在的光量产生传感器信号；光源，用于照明所述透射显示器；以及处理器。所述处理器 用于反复地执行下面的i)在第一时间段期间给所述光源供电，ii)等待第二时间段以便从 所述光源发出的光的强度衰减到低于光传感器干扰水平，和iii)在第三时间段期间感测 通过所述透射显示器的环境光。在另一个方面，一种显示设备包括显示器组件，其由至少三个部分构成透射显示 器；光源，用于照明所述显示器的全部或部分；以及光传感器，其可以测量通过所述透射显 示器进入所述显示设备的环境光量，或者可以测量由显示设备内的光源产生的光量。在一种配置中，所述透射显示器是液晶显示器。在另一种配置中，所述光源是白色 发光二极管阵列。在另一种配置中，所述光传感器是用于测量白光的一个或多个光电二极 管或光电晶体管的阵列。在另一种配置中，所述光源是红、蓝、绿发光二极管的阵列。在另 一种配置中，所述光传感器是由一个或多个组构成的阵列，每一组具有三个光电二极管或 光电晶体管，用于至少测量由光源的红、蓝、绿发光二极管发出的红、蓝、绿光的光谱。下面更详细地讨论根据本发明的原理为显示设备的显示照明控制使用环境光感 测的各种优点和应用。


通过结合附图考虑下面的详细说明，可以更明显地看出本发明的上述和其它特 征、其特性和各种优点，在所有附图中，相同的标号表示相同的部件，其中图1A是根据本发明的说明性实施例的具有暴露的框架组件的个人显示设备的立 体图；图1B是根据本发明的说明性实施例的个人显示设备的另一个立体图；图2A示出根据本发明的说明性实施例的个人显示设备的简化功能框图；图2B示出可以包括在根据本发明的说明性实施例的个人显示设备中的某些产品 特定的功能的功能框图；图3A示出根据本发明的说明性实施例的包括集成的环境光传感器的显示设备的横截面图；图3B是根据本发明的说明性实施例的基于IXD的显示系统的图，该基于IXD的显 示系统包括背光源、嵌入式光传感器、和控制背光源发出的光的亮度的背光控制器；图4是根据本发明的说明性实施例的用于基于感测的环境光和设备的显示发光 元件的特性计算发光参数的过程的流程图；以及图5是示出根据本发明的说明性实施例的部分基于某些设备特性所确定的定时 值的信号时序图。
具体实施例方式图1A是根据本发明的说明性实施例的显示设备100的立体图。显示设备100包 括壳体102、第一壳体部分104、第二壳体部分106、显示器108、小键盘110、扬声器壳体开孔 112、麦克风壳体开孔114、耳机插孔116和框架侧壁122。在某些实施例中，框架侧壁122 是位于壳体102内或与壳体102相邻的框架的暴露部分，其为媒体设备100和各种内部元 件提供结构支撑。壳体102还可以包括各种间隙118，其可以包括使得空气或声音能够通过 壳体102的开口、缺口、出口、或在壳体102的元件之间的其它通路。在一个实施例中，壳体102包括第一壳体部分104和第二壳体部分106，它们被紧 固在一起和/或被紧固到框架侧壁122上，以便装入媒体设备100的各种元件。壳体102 及其壳体部分104和106可以包括基于聚合物的材料，所述材料例如通过注射成型而形成， 以限定媒体设备100的外形。在一个实施例中，壳体102包围着和/或支撑着内部元件，所 述内部元件诸如是具有外部控制的可变亮度的显示发光元件108、具有集成电路部件的一 个或多个电路板、内部射频(RF)电路、内部天线、扬声器、麦克风、硬盘驱动器、处理器以及 其它部件。将参照图2讨论关于某些内部部件的进一步的细节。壳体102用于安装显示器 108、小键盘110、外部插孔116、数据连接器、或其它外部接口元件。壳体102可以包括一个 或多个壳体开孔112，以便于从壳体102内的扬声器向用户传递声音，包括话音和音乐。壳 体102可以包括一个或多个壳体开孔114，以便于内部麦克风从显示设备的用户接收声音， 例如话音。显示设备100可以包括个人媒体设备和/或无线通信设备，诸如蜂窝电话、卫星电 话、无绳电话、个人数字助理(PDA)、寻呼机、便携计算机、或能够进行无线通信的任何其它 设备。在某些实施例中，显示设备可以包括任何计算设备、专用处理设备、电视、显示单元、 或包括用于显示信息的显示元件的类似设备。显示设备100还可以集成在其它设备或结构的封装中，所述其它设备或结构诸如 车辆、视频游戏系统、电器、衣物、头盔、眼镜、可穿戴的服饰、立体声系统、娱乐系统、或其它 便携式设备。在某些实施例中，设备100可入坞或连接到具有无线能力的附件系统(例如 wi-fi坞站系统)，该附件系统给显示设备100提供短距离通信功能。另一些类型的显示设 备100可以包括例如媒体播放器(诸如Cupetino，California的Apple Inc.制造的ipod 或 iphone)、口袋大小的个人计算机(诸如 Palo Alto, California 的 Hewlett Packard Inc.制造的iPAQ 口袋PC)、以及能够进行无线通信(在或不在具有无线能力的附件系统的 帮助下)的任何其它设备。在某些实施例中，显示设备100可以和例如远程计算系统或服务器同步以便接收
6媒体(使用无线或者有线通信路径)。无线同步使显示设备100能够发送和接收媒体和数 据而无需有线连接。媒体可以包括但不限于流格式和/或离散(例如，文件和包)格式的 声音或音频文件、音乐、视频、多媒体以及数字数据。在同步期间，主机系统可以向客户系统或嵌入显示设备100中的软件应用提供媒 体。在某些实施例中，媒体和/或数据被“下载”到显示设备100。在另一些实施例中，显示 设备100能够上传媒体至远程主机或其它客户系统。在2003年4月25日提交的美国专利 申请No. 10/423, 490中提供了关于显示设备100的某些实施例的能力的进一步细节，该专 利申请的全部内容通过引用结合在此。图1B是根据本发明的说明性实施例的显示设备100的另一个立体图。在这个 实施例中，和图1A的实施例相反，媒体设备的框架和/或框架的侧壁未暴露于设备的外 表面。然而，在某些实施例中，框架与第一壳体部分104或第二壳体部分106之一的至 少一部分在内部相连。这种类型的显示设备可以包括触摸屏遥控器，诸如荷兰的Royal PhilipsElectronics 制造的 Pronto,或 Olathe，Kansas 的 Garmin International，Inc.制 造的手持GPS接收器。在某些实施例中，显示器108包括使用户能够与显示设备100交互 的图形用户界面(GUI)。图2A示出根据本发明的说明性实施例的个人显示设备100的简化功能框图。显 示设备200可以包括处理器202、显示器210、总线218、存储器220、显示光源234、光传感器 236、以及产品特定的功能块240。图2B示出产品特定的功能块240的一个实施例，其包括以下元件存储装置204、 用户接口 208、编解码器212、通信电路322、扬声器或换能器224、麦克风226、GPS接收器 242、以及用于控制消费电子设备244的红外发射设备。处理器202可以控制显示设备200 中包括的许多功能和其它电路的操作。处理器202可以驱动显示器210，并控制显示光源 234的亮度水平。存储装置204可以存储媒体(例如，音乐和视频文件)、软件(例如，用于在设备 200上植入功能)、偏好信息(例如，媒体回放偏好)、生活方式信息(例如，食物偏好)、锻 炼信息(例如，由锻炼监视设备获得的信息)、交易信息(例如，诸如信用卡信息之类的信 息)、无线连接信息(例如，可以使媒体设备能够与另一设备建立无线通信的信息)、订阅 信息(例如，记录用户订阅的播客或电视节目或其它媒体的信息)、以及任何其它合适的数 据。存储装置204可以包括一种或多种存储介质，包括例如硬盘驱动器、永久存储器(例如， ROM)、半永久存储器(诸如RAM)、或高速缓存。存储器220可以包括可用于执行设备功能的一个或多个不同类型的存储器。例 如，存储器220可以包括高速缓存、ROM、和/或RAM。总线218可以提供用于向、从或在至少 存储装置204、存储器220和处理器202之间传递数据的数据传递路径。可以包括编码器/ 解码器(编解码器，CODEC) 212，以便将数字音频信号转换成用于驱动扬声器224产生声音 的模拟信号，所述声音包括话音、音乐以及其它类似的音频。编解码器212还可以把麦克风 226的音频输入转换成数字音频信号。用户接口 208可以允许用户与显示设备200交互。例如，用户输入设备208可以 采取多种形式，诸如，按钮、小键盘、拨号盘、点击滚轮(click wheel)、或触摸屏。通信电路 222可以包括用于无线通信(例如，短距离和/或长距离通信)的电路。例如，无线通信电路可以是具有wi-fi能力的电路，其允许按照802. 11标准之一进行无线通信。作为所指出 的协议的替代或附加，还可以使用其它的无线网络协议标准。其它的网络标准可以包括蓝 牙、全球移动通信系统(GSM)、以及基于码分多址(CDMA)的无线协议。通信电路222还可以 包括使设备200能够电耦接到另一设备(例如，计算机或附件设备)并与该另一设备通信 的电路。在一个实施例中，显示设备200可以是专用于处理诸如音频和视频之类的媒体的 便携计算装置。例如，显示设备200可以是媒体播放器(例如，MP3播放器)、游戏机、遥控 器、便携通信设备、远程定购接口、音频导览器、或其它合适的个人设备。显示设备200可 以是以电池操作的和高度便携的，从而允许用户听音乐、玩游戏或播放视频、记录视频或照 相、与其他人通信、和/或控制其它设备。此外，可以设计显示设备200的尺寸使其相对容 易地装入口袋中或握在用户手中。由于是手持的，显示设备200 (或图1A或1B所示的显示 设备100)相当小，并容易被其用户握住和使用，因而可被带到用户到达的几乎任何地点。如前所述，在某些实施例中，显示设备200的相对小的形状因数使用户能够在具 有非常不同的环境照明状况——例如从全黑到阳光直射——的环境中操作设备。因而，本 发明的实施例提供了改进的技术，其感测环境照明状况的这种变化，以便通过控制设备的 显示光源234使用户能够观看呈现在显示设备200的显示器210上的信息。图3A示出根据本发明的说明性实施例的显示设备300的横截面图，该显示设备 300包括显示器308、亮度可变的显示发光元件334、容纳在内部的和/或集成的光传感器 336。显示设备300可以包括上部壳体306。主结构框架304可被固定到下部壳体310，其 可通过使用压铸工艺由可压铸材料制成。结构框架304可以支撑印刷电路板320、显示发光 元件334、光传感器336、和/或显示器308。印刷电路板可以包括处理器、存储器、以及其它 产品特定的功能元件，诸如图3A中描述的功能块。在某些实施例中，显示器308包括液晶显示器(LCD)。目前最通常使用的LCD的类 型包括有源矩阵薄膜晶体管LCD (TFT LCD)。LCD可以包括被组织成行和列的二维规则矩形 阵列图像元素或“像素”。在彩色LCD中，每个像素可以包括三个子像素，每个子像素用于一 种原色，例如红、蓝和绿。IXD是一种透射显示器，这意味着每个像素(或者，在彩色显示器 的情况下是每个子像素)过滤从后面通过该像素的部分或全部的光。在单色显示器中，完 全导通(ON)的像素就是显示发光元件334的颜色。在某些情况下，所希望的显示发光元件334的颜色是纯白色或所能够产生的尽量 接近纯白的颜色。如果像素是部分导通的，则该像素是灰色的。如果像素是完全截止(OFF) 的，该像素将是黑色的，因为其不允许任何光通过。在彩色显示中，每个子像素被设置在某 个水平，以使得组合的光产生所需的色调。例如，如果希望黄色，则红色和绿色子像素被设 置为完全导通，而蓝色子像素被设置为完全截止。在某些实施例中，光沿双方向通过LCD。在某些实施例中，通过在显示器的后面包括反射器元件，可以使用没有显示发光 元件334的LCD。因此，只有借助于被反射通过显示器到达观看者的环境光，由该显示器呈 现的信息才可被观看到。在某些实施例中，如图3所示，显示发光元件334与显示器304 — 起被包括，以便允许在不同的环境照明状况下观看。显示发光元件334可以包括由一个或 多个发光二极管(LED)、冷阴极荧光灯(CCFL)、或类似的发光元件组成的阵列。LED是半导 体器件，其可被制造为产生多种不同颜色的光，同时消耗相对少的功率或产生相对少的热量。在某些实施例中，LCD显示器可以包括背光源，所述背光源可以是沿着LCD的边缘安装 的或者在显示器的背面上均勻间隔的一个或多个CCFL，或者可以是沿着LCD的边缘排列或 在IXD组件背面上排列为矩阵的一串发光二极管(LED)。IXD可以包括一个或多个LED阵列。所述LED阵列包括白色LED，或者可以是被一 起使用以产生白光的红、蓝、绿LED的组合。在某些实施例中，显示发光元件334可以在例如 处理器202的外部控制下产生不同程度的亮度。这可以通过下述来实现1)改变输入到显 示发光元件334中的功率量(称为振幅调制)，2)改变向发光元件供电的时间量(称为脉 冲宽度调制)，和/或3)在显示发光元件334由多于一个的可单独控制的发光元件组成的 情况下，给不同数量的发光元件供电以调节或调整发光亮度水平。在某些情况下，由于LED 的半导体材料的物理性质，在施加于元件334的外部控制、电压和/或功率已被关断和/或 去除之后的一段时间内，往往有从显示发光元件334发出的可测量的光量。显示器308可以包括但不限于下述的一个或多个透射反射式IXD、有源矩 阵IXD(AMIXD)、各向异性导电膜、阴极射线管、数字光处理(DLP)显示器、场发射显示器 (FED)、硅基液晶(LC0S)、有机发光二极管(0LED)、等离子显示屏(PDP)、表面传导电子发射 显示器(SED)、以及真空荧光显示器(VFD)。显示器308可以包括某些显示设备类别，诸如 但不限于段式IXD、点阵IXD、图形IXD、无源矩阵IXD、以及有源矩阵IXD。显示器308可 以包括控制器，诸如但不限于作为PAN(硬件滚动)控制，频率速率控制(FRC)、以及调色 板彩色查找表控制。在某些实施例中，光传感器336可以包括一个或多个光电二极管、光电晶体管和/ 或类似的光感测元件。可以使用这些传感器336中的一个或多个来测量宽的光谱。在一个 实施例中，至少一个传感器336被调整为响应窄的光谱。在另一个实施例中，多个传感器 336中的每一个被调整为针对不同的光谱。例如，光电二极管可被调整为对作为显示发光元 件334 —部分的蓝光LED产生的光的频率最敏感。因此，可以使用一组三个光电二极管来 测量由基于LED的显示发光元件334产生的每种光分量的量，其中一个光电二极管被调整 为针对红光，一个光电二极管被调整为针对蓝光，一个光电二极管被调整为针对绿光。图3B是根据本发明的说明性实施例的彩色的基于IXD的显示系统350的图，显示 系统350包括背光源352、嵌入式光传感器358、和用于控制从背光源352发出的光388的 亮度的背光控制器。背光源352可以包括一个或多个发光元件354。在某些实施例中，背 光源352可以包括其上嵌入有和/或附接有一个或多个发光元件的半导体衬底。系统350 还可以包括夹层(sandwiched)结构386，夹层结构386具有第一偏振滤光器372、第一玻璃 衬底374、一个或多个第一透明电极376、第一对准层378、液晶380、隔离物364、第二对准层 366、一个或多个第二透明电极368、彩色滤光器层370、第二玻璃衬底362、以及第二偏振滤 光器360。在一个实施例中，一个或多个光传感器358与彩色滤光器层370的R、G、B滤光器 集成在一起。一个或多个光传感器358可分布遍及彩色滤光器层370。所述分布可以是随 机的或者是预定的以便最大化光检测和/或最小化对系统352的分辨率的任何影响。在其 它实施例中，光传感器358可被包括在系统352的各层中的任何一层中。在操作时，基于IXD的显示系统350使用控制器356基于测得的由一个或多个光 传感器358检测的环境光来控制背光源352发出的光388的量。控制器356可以是图2的处理器202，或者可以是专用于系统350的另一个处理器。在一个实施例中，控制器352与 背光源352进行电通信，以便控制供给发光元件354的电力。在另一个实施例中，控制器 352通过连接382与一个或多个光传感器358电通信，以便能够从一个或多个光传感器358 接收光强度信息。在一个实施例中，LED也可以起光传感器的作用。第一和第二偏振滤光器372和360可以分别控制进入和离开夹层IXD结构386的 光。第一和第二玻璃衬底374和362可以提供电的和物理的隔离。第一和第二透明电极 层376和368包括驱动IXD的电极，并且包括高度透明的材料以最小化对图像质量的可能 干扰。第一和第二对准层378和366可以包括用于使液晶380的分子以固定方向排列的薄 膜。隔离物364使得在对准层378和366之间以及玻璃衬底374和362之间保持均勻的距 离。彩色滤光器层370包括使得能够显示彩色图像的多个红(R)、绿(G)和蓝(B)滤光器。 在一个实施例中，背光源352在可变的时间间隔上和/或以可变的强度发射光388进入夹 层结构386中，以便控制用户的眼睛384观察到的光强度。在某个实施例中，一个或多个光传感器358可与发光元件354位于相同的层和/ 或平面。一个或多个光传感器358可散布在背光源352的一个或多个发光元件354之间和 /或以背光源352的一个或多个发光元件354作为点缀。在一个实施例中，一个或多个光传 感器358和/或发光元件354是与背光源352的衬底通信的微机械半导体部件。该衬底可 以是平坦的，并且对应于偏振滤光器372的平坦表面部分。在一个实施例中，控制器356可以自动地调整一个或多个发光元件354的光输出， 使得系统350的照明强度处于在一个或多个光传感器358所测得的环境光强度之上的预定 水平。换言之，当周围环境光强度改变时，控制器356可以改变系统350的显示照明强度水 平，以便在环境光和从系统350发出的光之间保持预定的强度水平差。图4是根据本发明的说明性实施例，基于感测的环境光和设备的显示器的显示发 光元件和/或部件的特性来计算适合的发光参数的过程400的流程图。在某些实施例中， 当显示设备100在显示器108应当被照明的操作模式中时(例如，用户已经按压了按钮110 或触摸了触摸屏322)，处理器202可以激活和/或启用显示光源234[步骤401]。处理器 202然后可以从存储器220或存储装置204中检索保持显示光源被启用的时间量或持续时 间的值，即图4中的duty_CyCle_0n计数器值。可以基于设备默认或用户偏好设置，或者基 于过程400的前一迭代、周期或循环来计算duty_CyCle_0n值。处理器202可以使用duty_ cycle_on值作为计时器和/或计数器应用的输入，以使该计时器能够开始向0计数[步骤 402]。过程400继续以向显示光源234供电，直到duty_CyCle_on计时器达到0为止[步 骤403]。在duty_CyCle_on时间达到0 [步骤403]之后，供电时间段结束，并且处理器202 从显示光源234或背光源去除供电[步骤404]。处理器202然后可以通过总线218从存储器220或存储装置204检索不向显示光 源234供电的时间量的值，该值被称为duty_CyCle_0ff计数器值。可以基于设备默认或用 户偏好设置，或者基于过程400的前一迭代、周期或循环来计算duty_CyCle_0ff值。duty_ CyCle_0ff值可被装入例如处理器202的计时器应用中，以使得该计时器应用能够开始向0 计数[步骤409]。处理器202可以从存储器220或存储装置204中检索在从显示光源234 去除供电之后(例如，在供电时间段之后)用于延迟环境光感测的时间量的值，该值被称为 backlight_decay 计数器值。
backlight_decay值可以基于发光元件334(例如，LED)的预定的发光衰减特性。 在一个实施例中，发光衰减特性可以包括非线性衰减常数。该衰减常数可以基于一个或多 个发光元件334的物理性质。例如，半导体设备或类似设备可以在其电源被去除之后的某 个时间间隔或时间段内继续发射以线性或非线性速率衰减的光能。可替换地，可以基于 显示发光元件334的特性和来自过程400的前一循环的duty_CyCle_0n和duty_CyCle_ off值，动态地测量和/或计算发光衰减特性。在一个实施例中，duty_CyCle_0n时间段和 backl i ght_deCay时间段的组合持续时间是照明时间段的持续时间。backlight_decay值可被输入到处理器202的计时器应用，以使得该计时器应用 能够开始例如向0计数[步骤405]。过程400延迟测量环境光，直到backlight_decay计时 器达到0为止[步骤406]。在backlight_deCay时间间隔结束之后，处理器202然后从一 个或多个光传感器元件336采样和/或测量环境光水平[步骤407]。在一个实施例中，在 感测时间段期间发生感测。基于可获得的由传感器元件336测量的环境光、显示发光元件 334的特性、设备默认和/或用户优选的显示发光水平，处理器202可以计算用于下一发光 时段的 duty_cycle_on、duty_cycle_off 和 backlight_decay 的新的值[步骤 408]。过程 400等待，直到duty_CyCle_0fT计时器达到0为止[步骤410]。可替换地，取代倒计时，处 理器可以正计时到某个计数器值。在dUty_CyCle_0fT计时器达到0[步骤410]之后，处理 器202可以通过总线218在存储器220或存储装置204中存储新计算的用于duty_CyCle_ on、duty_cycle_off和backlight_decay的值以便用于过程400的下一个循环、周期或迭 代。如果处理器202确定仍然需要显示器照明，过程400通过返回到步骤401而继续重复 过程400。图5是根据本发明的说明性实施例的信号时序图，表明所要考虑的在确定的定时 值和设备元件特性之间的关系。在某些实施例中，处理器202通过应用于例如一个或多个 发光元件234或334的发光控制信号来控制显示器照明。可以使用包括可变占空比的脉冲宽度调制(PWM)技术来控制和调节显示发光元 件234的亮度。在一个实施例中，存在被称为duty_cycle_on 501和duty_cycle_off 502 值的一对开/关值，其也用在过程400中。为了使显示发光元件234更亮，可以增加duty_ cycle_on 501持续时间值，同时可以减小duty_cycle_off 502持续时间值。为了使显示发 光元件234更暗，可以增加duty_cycle_off 502持续时间值，同时可以减小duty_cycle_on 501持续时间值。根据显示发光元件234或334的物理特性，显示发光元件234停止发出高于特定 阈值的光所需的时间量(被称为backlight_decay时间503)可以基于duty_cycle_on 501 时间、duty_CyCle_0ff 502时间、环境温度、显示发光元件234的年龄、显示发光元件234的 短期和长期累积电力使用、以及其它因素而变化。过程400可以考虑这些因素中的一个或 多个，以便确定光传感器236的采样、感测、检测、和/或测量窗口 504何时包括实际的环境 光状况而不包括由显示发光元件234或334产生的任何剩余光。本领域的技术人员将会明了，本发明涉及的方法可被实施为包括计算机可用和/ 或可读介质的计算机程序产品。例如，这种计算机可用介质可包括诸如CD ROM盘或常规 ROM设备之类的只读存储器设备、或诸如硬盘驱动器设备或计算机盘之类的随机访问存储 器、或其上存储有计算机可读程序代码的闪存设备。
应当理解，前面的附图和描述中的各种特征、元件或过程可以互换或可以组合，以 便实现或实践此处描述的本发明。本领域的技术人员将会明了，本发明可被实践为不同于 出于说明而不是限制目的给出的所描述实施例，并且本发明仅由所附的权利要求书限制。
权利要求
一种透射显示器，包括集成光源，用于通过在第一照明时间段期间发光来照明所述透射显示器，集成光传感器，用于基于在第一照明时间段之后的第一感测时间间隔期间存在的光量产生传感器信号，和处理器，用于接收所述传感器信号，并且至少部分地基于所述传感器信号在所述感测时间间隔之后的第二照明时间段期间控制所述光源。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中环境光到达光传感器的路径包括通过所述透射 显示器的路径。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中照明时间段包括供电时间段和延迟时间段，在 供电时间段期间，所述控制器给所述集成光源供电。
4.根据权利要求3所述的显示器，其中基于所述集成光源的至少一个发光元件的照明 衰减特性，确定所述延迟时间段。
5.根据权利要求4所述的显示器，其中所述至少一个发光元件包括发光二极管(LED)。
6.根据权利要求5所述的显示器，其中LED的照明衰减特性基于LED的物理性质、LED 的年龄、在供电时间间隔期间供给LED的电量、和供电时间段的持续时间中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的显示器，其中基于至少一个照明衰减特性确定与第二照明时 间段相关联的延迟时间段。
8.根据权利要求3所述的显示器，其中与照明时间段相关联的延迟时间段是预先选择的。
9.根据权利要求3所述的显示器，其中基于在供电时间段之后照明水平达到某个阈值 水平所需的时间量，确定与照明时间段相关联的延迟时间段。
10.根据权利要求3所述的显示器，其中控制包括调整第二照明时间段的供电时间段 的持续时间，以便调整所述显示器的照明强度。
11.根据权利要求3所述的显示器，其中控制包括调整供给所述集成光源的至少一个 发光元件的电量，以便调整所述显示器的照明强度。
12.根据权利要求1所述的显示器，其中所述集成光源包括发光元件阵列。
13.一种用于自动控制透射显示器的照明水平的方法，包括通过在第一照明时间段期间从光源发光来照明所述透射显示器，基于在第一照明时间段之后的第一感测时间间隔期间存在的光量产生传感器信号，和至少部分地基于所述传感器信号在所述感测时间间隔之后的第二照明时间段期间控 制光的发射，所述控制包括调整供电时间段的持续时间和供给所述光源的电量中的至少一 个。
14.一种显示设备，包括透射显示器组件，包括光源，用于在第一时间段期间发光以照明显示器的一部分，传感器，用于在第二时间段期间感测环境光，和处理器，用于控制在第一时间段期间所述光源的光发射和在第二时间段期间的环境光 感测。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一时间段包括发出的光高于预定阈值的时间段。
16.根据权利要求15所述的设备，其中所述第二时间段包括发出的光处于或低于所述 预定阈值的时间段。
17.根据权利要求16所述的设备，其中至少部分地根据在第二时间段期间感测的环境 光量来确定随后的第三时间段的持续时间。
18.根据权利要求17所述的设备，其中至少部分地根据在第一时间段期间感测的光量 来确定所述第三时间段的持续时间。
19.根据权利要求14所述的设备，其中所述透射显示器组件包括液晶显示器。
20.根据权利要求14所述的设备，其中所述光源包括白光发光二极管阵列。
21.根据权利要求14所述的设备，其中所述光传感器包括对白光敏感的一个或多个光 电二极管或光电晶体管。
22.根据权利要求14所述的设备，其中所述光源包括红色、蓝色和绿色发光二极管的 阵列。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述传感器包括对所述发光二极管发出的红 光、蓝光和绿光的频率敏感的一组或多组光电二极管或光电晶体管。
24.一种透射显示器，包括传感器，用于基于在其感受器处存在的光量产生传感器信号，光源，用于照明所述透射显示器；处理器，用于反复地执行下面的i)在第一时间段期间给所述光源供电，ii)等待第二 时间段以便从所述光源发出的光的强度衰减到低于光传感器干扰水平，和iii)在第三时 间段期间感测通过所述透射显示器的环境光。
25.一种基于测量的环境光水平自动控制透射显示器的照明水平的方法，包括步骤A.在第一时间段期间，使光源发光，并测量由所述光源发出的光的强度，B.在第二时间段期间，禁止所述光源发光，并测量环境光的强度，C.处理第一时间段和第二时间段的光测量结果，以便确定步骤A-C的下一迭代中第一 时间段和第二时间段的持续时间，和D.将步骤A-C至少重复一次。
全文摘要
提供了用于显示设备的系统和方法，包括用于通过自动适应环境照明状况来修改显示亮度的一种或多种方法。
文档编号G09G3/34GK101889304SQ200880119814
公开日2010年11月17日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年12月13日
发明者小W·B·加德纳 申请人:苹果公司