专利名称：背光亮度自动调节的手机及其实现方法
技术领域：
本发明属于移动通信终端技术领域，具体是涉及到能够调节背光亮度的手机及调节 背光亮度的方法。
背景技术：
由于手机是使用电池供电的移动终端产品，因此手机的待机时间一直是手机设计的 一个重要指标，为了延长手机待机时间，除了增大手机电池的容量外，尽可能的降低手 机中各个部品器件的耗电，是解决手机待机时间如何延长的另一个方向。
为了使手机在任何环境下都有较好的操作效果，手机普遍使用键盘背光灯和LCD背 光灯，二个背光灯的工作电流能达到80mA或者更多，而手机正常待机下的电流不会超 过5mA。如果在白天明亮环境下经常点亮手机的键盘背光灯和LCD背光灯，就会不必要 的多消耗手机电池能量。在较亮环境下，为了减少手机在背光灯上的消耗电流，目前常 常采用的解决方案是采用一个光敏器件(如光敏电阻、光敏二极管、光敏传感器等)来 根据当前环境亮度从而自动调节手机键盘背光和LCD背光的亮度，达到延长手机使用时 间的目的。
但是在手机中增加一个光敏器件还存在以下问题 一个是成本问题，由于手机设计 中需选用接近人眼敏感曲线的光敏器件，人眼对400nm到700nm波长的光线敏感，而这 类光敏器件价格较高，中低端手机较少采用。另一个是结构问题，为了使光敏器件达到 较好的感光效果，需要在手机结构上做好屏蔽，尽可能屏蔽背光灯对光敏器件的干扰； 并且需要在外壳结构上对导光孔的大小、形状做出合理设计，导光孔既不能开孔过大导 致影响外观，又不能开孔过小以至采集光线不足。
由以上对现有技术的描述可知，增加光敏器件由于成本问题和结构上的问题而难于 广泛应用，基于此，本发明要解决的问题是如何能够不增加成本而有效实现手机自动调 节键盘和LCD的背光亮度。
发明内容
本发明的目的，就在于在不增加光敏器件的基础上，通过手机摄像头自身集成的光 敏二极管对周围环境实现亮度检测，自动调节背光亮度，达到降低手机背光电流消耗、 降低手机功耗的目的。
相对于手机中光敏器件的使用情况，手机内置摄像头已成为手机的一项基本功能， 无论是高端手机和低端手机，集成摄像头功能已经成为一种潮流。根据摄像头分辨率的 不同，摄像头内部由几十万个到几百万个光敏二极管组成，这些光敏二极管采集的图像 数据经过摄像头内部的处理器进行必要图像处理后传输到CPU进行显示与存储。
在手机待机状态下，设置摄像头处于待机状态，手机自身耗电较小；在手机发生了 按键按下、电话呼入等需要背光工作的事件下，手机会配置摄像头进入工作状态，采集 一帧或几帧图像，根据图像数据处理器分析判定当前环境亮度，然后调节手机背光亮度 等级。
为实现上述目的，手机背光亮度自动调节的方法包括以下步骤 手机处理器设置摄像头为低功耗待机模式； 判断是否有事件发生，比如按键事件或者电话呼入事件；
如果有事件发生，则处理器设置摄像头进入工作状态，摄像头采集图像数据并把数 据传输到处理器；
处理器接收图像数据并计算出当前图像的亮度值，同时设置摄像头返回低功耗待机 状态；
比较当前图像亮度值是否大于预先设置的亮度值；
如果是，则降低背光亮度等级，如果否，则增加背光亮度等级。
本技术方案所具有的另一个特征在于摄像头图像数据的输出格式是包括亮度信号的 YUV格式，处理器把接收到的摄像头图像数据各个像素的亮度信号进行平均化计算得到 当前图像亮度值。
本技术方案所具有的另一个特征在于采用背光亮度多级调节，优选为背光亮度三级 调节，设置有高亮度值和低亮度值。
本技术方案所具有的另一个特征在于背光亮度三级调节的方法包括以下步骤
判断计算出的当前亮度值是否大于等于预设的高亮度值；
如果是，则键盘背光灯关闭，LCD背光设置为最大亮度等级；
如果否，则继续判断计算出的当前亮度值是否大于等于低亮度值；
如果是，则键盘背光灯关闭，LCD背光设置为中等亮度等级；
如果否，则键盘背光灯打开，LCD背光设置为较高亮度等级。
根据上述背光亮度自动调节的方法同一种的设计思路，本方案提出一种背光亮度自 动调节的手机，包括通过i2c总线配置摄像头参数的处理器，待机时摄像头处于低功耗状 态，发生事件时处理器配置摄像头采集当前图像数据并通过同步线和数据总线传输给处 理器，处理器经过图像数据亮度计算，通过GPIO线连接并控制背光电路。
所述的背光电路包括键盘背光电路和LCD显示屏背光电路，处理器配置摄像头拍照 时采用QQVGA的分辨率和10fps帧传输速度。
本发明对比背景技术中提到的技术方案，其具有的优点和效果就是不增加硬件成本， 完全避免采用光敏器件对手机结构的影响，同时还能够有效的降低手机背光带来的功 耗，增加手机待机时间。
图1是本发明的电路连接框图2是本发明的整体流程图。
图3是本发明的亮度调节的一个实施例流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
如图1所示，l表示手机中的处理器，2表示摄像头，3表示背光电路。处理器l通 过I2C总线配置摄像头2的各种工作参数，并产生摄像头2工作状态时所需的系统时钟 CLK、复位信号RESET和低功耗PDWN信号，而摄像头2采集的图像数据通过位/水平/垂 直同步线P/H/VSYN和数据总线DATA传输给处理器1。处理器1通过GPIO连接线来控制 手机上的背光电路3，背光电路3包括键盘背光电路和LCD背光亮度调节电路，其中键 盘背光有两级亮度，或者全亮或者全灭，LCD背光有16级亮度(选用背光驱动芯片 AAT3155，l级为最大亮度，16级为最小亮度)。
手机摄像头的图像数据输出格式通常可配置为YUV格式、RGB格式、原始RGB格式 等几种。为了方便手机处理器对摄像头采集的亮度信号进行处理，选择配置摄像头的数 据输出格式为YUV格式，其中Y为亮度信号，U和V为色差信号，这样手机处理器可直 接对数据中的Y信号进行处理。如果对某些型号的摄像头只能配置为RGB格式图像数据， 手机处理器也可以把RGB信号转换为亮度信号，但需要增加手机内部计算的工作量和数 据处理时间。
手机摄像头运行的功耗大小与传输图像的分辨率和帧速度密切相关，常用的图像分 辨率有SXGA (1280X 1024)、 SVGA (800X600)、 VGA (640X480)、 QVGA (320X240)、 CIF (352X288)、 QCIF (176X 144)、 QQVGA (160X 120)等各种类型，常用的帧速度有 30fps、 15fps、 10fps、 7.5fps、 5fps等。为降低手机摄像头在自动调节背光时所需要 的功耗，应选用较低的分辨率和帧速度。本实例选用30万象素摄像头0V7670，在自动 调节背光时，选用QQVGA分辨率，10fps的帧速度。
摄像头静态功耗的降低可通过控制PDWN引脚或切断摄像头电源来实现。考虑到切断 摄像头供电将导致重新初始化摄像头需要较长的时间，无法满足快速检测环境亮度的需 要，故本发明中优选采用处理器控制PDWN引脚的方式使得摄像头进入低功耗模式，这 样，当需要摄像头进入工作状态采集和传输图像数据的时候，摄像头寄存器的各个参数 无需重新配置。
如图2所示，为本发明的方法流程图。
步骤201:设置摄像头为低功耗待机模式。
在初始阶段，处理器通过I2C总线配置摄像头的分辨率为QQVGA，帧速度为10fps， 数据输出格式为8位YUV格式，然后处理器把PDWN置高，使摄像头进入低功耗状态并 停止CLK输出，随后处理器自身也进入待机状态，此时摄像头的电流消耗在20uA左右。
步骤202:判断是否有按键或者呼入事件发生。
由于某种事件发生，如手机按键按下或有电话呼入等事件，需要手机打开键盘背光 和LCD背光。如果有需要背光的事件发生，则进入203步骤，如果没有，则摄像头处于 低功耗待机模式。
步骤203:摄像头采集图像数据并把数据传输到处理器。
手机处理器配置时钟CLK重新输出并把PDWN置低，摄像头立即进入工作状态，采集 图像并输出图像到处理器。对于YUV格式，摄像头输出的每2个像素用2个Y字节，一 个U字节， 一个V字节表示，摄像头的实际输出为YO UO Yl VO Y2U2Y3V2……(YO、 UO、 VO表示第一个像素的YUV分量，Yl、 Y2等以此类推)。
步骤204:处理器接收图像数据并计算亮度值，并设置摄像头返回待机状态。 处理器接收到图像后开始计算当前图像的亮度。对于接收到的YUV格式的数据，当 前图像亮度L的计算可通过如下公式L=(Y0+Y1 +……+丫19119)/19200得到当前环 境的平均亮度，也可通过其他类似的公式得到当前环境的平均亮度。由于亮度数据为8 位数据，故L的最大取值为255 (代表全亮)，最小取值为O (代表全暗)。 同时处理器通过PDWN信号置高而控制摄像头重新进入低功耗状态。在手机背光打开 的情况下，出于降低功耗和防止背光干扰摄像头的目的，摄像头应处于低功耗的待机状 态。
步骤205:判断计算出来的当前亮度值和预设亮度值的大小。
手机内部预先设置一个用户可以接受的环境亮度值，当处理器计算出当前的亮度值 后，判断一下两个亮度值的大小，如果当前亮度值大于预先设置的亮度值，则说明环境 亮度足够，则执行步骤206，需要手机降低背光亮度等级达到降低系统功耗的效果，如 果当前亮度值小于等于预先设置的亮度值，说明环境亮度不足，则执行步骤207，需要 手机提高背光亮度等级达到较好的显示效果。
手机背光亮度调整的方式可以根据实际情况进行各种设置。在获得了当前环境亮度 后，可根据需要实现手机背光亮度多级自动调节。如图3所示，是本发明中优选的一种 手机键盘和LCD背光三级亮度自动调节的方法。环境亮度经过计算，数值在0-255之间， 其中255代表全亮，最小取值O代表全暗。
步骤301:判断当前环境亮度值L是否大于等于200;
计算当前环境亮度值L，本实施例设定如果L〉=200，则当前环境属于环境亮度很亮 的场合，键盘灯无需点亮也可方便操作键盘，LCD背光应当以最大亮度点亮以增强LCD 屏幕可视性，降低阳光直射等情况对手机显示的影响。
在具体操作时，执行302步骤，本实施例中的手机会关闭键盘背光并设置LCD背光 的亮度等级为l级，其中1级亮度等级为LCD显示屏的最大亮度等级，LCD背光亮度等 级设置为1级一5级，背光亮度随着等级数字的增加而依次递减明亮程度。
步骤303:判断当前环境亮度值L是否大于等于70;
如果当前环境亮度值L为70=<L<200，则说明当前环境属于环境亮度适中的场合， 键盘灯无需点亮也可方便操作键盘，LCD背光应采用中等亮度点亮。
在具体操作时，执行304步骤，本实施例中手机会关闭键盘背光同时设置LCD背光 的亮度等级为5级。
如果当前环境亮度值L小于70，则说明当前环境属于环境亮度较暗的场合，，键盘 灯需要点亮以方便用户操作，LCD背光应当以较高亮度点亮以增强显示效果，
在具体操作时，执行305步骤，本实施例中手机会打开键盘背光并设置LCD背光的 亮度等级为3级。
以上是三级亮度自动调节的一个实施例，而并非是对本技术方案的限制，本领域普
8 通技术人员知道，本背光亮度自动调节的技术方案有许多变形和变化而不脱离本发明的 精神，在本发明实质范围内所做出的改型或替换，也应属于本发明的保护范围。
采用该实施例，在选用分辨率为QQVGA，帧速度为10fps的情况下，经测试摄像头 整体耗电不到10mA，整个待机一拍照一待机过程在0.5秒内即可完成。设背光灯点亮时 间为15秒，采用亮度检测后背光电流整体下降了 20mA ，则总体省电为 20-10*0. 5/15=19. 67mA。也就是说，摄像头应用所增加的功耗对于整体的功耗下降来讲 可以忽略。
本发明采用手机摄像头代替光敏器件实现手机背光亮度自动调节，虽然摄像头采集 图像增加了一定的功耗，但相对于背光电流的降低，增加的功耗几乎可以忽略不计。这 样就在不增加硬件成本，软件解决方案比较简单的情况下有效降低手机功耗，增加手机 待机时间，同时可完全避免采用光敏器件对手机结构的影响。
在实际使用中，摄像头在手机中的位置对于亮度获取精度有一定影响，最理想的摄 像头位置是在手机正面，可较为准确的获取亮度信息。随着3G时代即将到来，具备双 摄像头的手机将会逐渐流行，其中一个
权利要求
1.手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于包括以下步骤手机处理器设置摄像头为低功耗待机模式；判断是否有事件发生，比如按键事件或者电话呼入事件；如果有事件发生，则处理器设置摄像头进入工作状态，摄像头采集图像数据并把数据传输到处理器；处理器接收图像数据并计算出当前图像的亮度值，同时设置摄像头返回低功耗待机状态；比较当前图像亮度值是否大于预先设置的亮度值；如果是，则降低背光亮度等级，如果否，则增加背光亮度等级。
2. 根据权利要求1所述的手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于摄像头图像数 据的输出格式是包括亮度信号的YUV格式。
3. 根据权利要求1或者2所述的手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于处理器 把接收到的摄像头图像数据各个像素的亮度信号进行平均化计算得到当前图像亮度值。
4. 根据权利要求l所述的手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于采用背光亮度 多级调节。
5. 根据权利要求4所述的手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于采用背光亮度 三级调节，设置有高亮度值和低亮度值。
6. 根据权利要求1或者5所述的手机背光亮度自动调节的方法，其特征在于包括以 下步骤判断计算出的当前亮度值是否大于等于预设的高亮度值； 如果是，则键盘背光灯关闭，LCD背光设置为最大亮度等级； 如果否，则继续判断计算出的当前亮度值是否大于等于低亮度值； 如果是，则键盘背光灯关闭，LCD背光设置为中等亮度等级； 如果否，则键盘背光灯打开，LCD背光设置为较高亮度等级。
7. —种背光亮度自动调节的手机，其特征在于包括通过12(:总线配置摄像头参数的 处理器，待机时摄像头处于低功耗状态，发生事件时处理器配置摄像头采集当前图像数 据并通过同步线和数据总线传输给处理器，处理器经过图像数据亮度计算，通过GPIO 线连接并控制背光电路。
8. 根据权利要求7所述的背光亮度自动调节的手机，其特征在于所述的背光电路包括键盘背光电路和LCD显示屏背光电路。
9. 根据权利要求7所述的背光亮度自动调节的手机，其特征在于所述处理器配置 摄像头拍照时采用QQVGA的分辨率和10fps帧传输速度。
10. 根据权利要求7或9所述的背光亮度自动调节的手机，其特征在于摄像头输出 的图像数据为包括亮度信号的YUV格式。
全文摘要
本发明公开了一种手机背光亮度自动调节的方法，包括以下步骤，手机处理器设置摄像头为低功耗待机模式；判断是否有事件发生，比如按键事件或者电话呼入事件；如果有事件发生，则处理器设置摄像头进入工作状态，摄像头采集图像数据并把数据传输到处理器；处理器接收图像数据并计算出当前图像的亮度值，同时设置摄像头返回低功耗待机状态；比较当前图像亮度值是否大于预先设置的亮度值；如果是，则降低背光亮度等级，如果否，则增加背光亮度等级，采用该方法能够有效降低手机背光产生的功耗，增加手机待机时间。
文档编号H04M1/73GK101179789SQ200710112880
公开日2008年5月14日 申请日期2007年9月12日 优先权日2007年9月12日
发明者琦 王, 王靖武 申请人:青岛海信移动通信技术股份有限公司