CN102868795A

CN102868795A - 一种具有控制按键背光功能的移动终端

Info

Publication number: CN102868795A
Application number: CN2012103461778A
Authority: CN
Inventors: 章金玉
Original assignee: TCL Communication Ningbo Ltd
Current assignee: TCL Communication Ningbo Ltd
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: CN102868795B

Abstract

本发明公开了一种具有控制按键背光功能的移动终端，包括按键背光灯组、光电传感模块、稳压模块、中央处理器、电源管理芯片和开关控制模块；光电传感模块的输出端连接稳压模块的VIN端和Von/off端，稳压模块的VOUT端通过开关控制模块连接按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路，开关控制模块连接中央处理器的GPIO_17口，按键背光灯组的输出端连接电源管理芯片的KPD_DRV_N端。本发明根据光电传感模块感应到的光线明暗有选择地点亮或关闭按键背光灯组，避免了一操作移动终端就点亮按键背光导致不必要的电量消耗，增加了手机的使用时间。

Description

一种具有控制按键背光功能的移动终端

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别涉及一种具有控制按键背光功能的移动终端。

背景技术

目前手机的按键背光的设计，无论在外界光线明亮还是昏暗的情况下，只要操作手机，按键背光就会一直发亮，即点亮了按键背光灯组，耗电也就一直在进行。在光线明亮的情况按键背光灯组点亮势必造成电池电量的浪费，不利于节约资源，而且还会缩短手机的使用时间，降低工作效率。随着智能手机的发展，特别是一些大屏幕、超薄机身的智能手机，对其操作时要求有足够亮度的按键背光和LCD（Liquid Crystal Disp，液晶显示器）背光。

为了达到按键背光和LCD背光的要求，需要手机有足够强的供电功能，即对电池的供电能力的要求很高。随着供电电压的不断增大，按键背光灯的电压也在不断增大，其电流随之不断增大，按键背光的亮度也在增加。现有的按键背光设计是在使用手机的情况下，按键背光就会一直亮，耗电也就会一直在进行。按键背光灯在不同的供电电压下的工作电压和工作电流如下表1所示，VBAT表示供电电压，D3（V）和D4（V）为按键背光灯的工作电压，Current3(mA)和Current4(mA)为按键背光灯的工作电流：

表1

从表1的数据可以看出，按键背光灯点亮时，消耗的电量非常大，如果按键背光灯一直点亮消耗较多的电量，影响电池的供电时间。因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种具有控制按键背光功能的移动终端，根据光电传感模块感应到的光线明暗有选择地点亮和关闭按键背光灯组，以解决现有技术任何光线明暗的情况下都点亮按键背光灯组，导致耗电量大，浪费电池电量的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种具有控制按键背光功能的移动终端，其中，包括按键背光灯组、用于感应光线明暗并输出相应的电压的光电传感模块、用于使光电传感模块输出的相应电压信号稳定地输入按键背光灯组的稳压模块、中央处理器、电源管理芯片和开关控制模块；所述光电传感模块的输出端连接稳压模块的VIN端和Von/off端，光电传感模块的输入端接地；所述稳压模块的VOUT端连接开关控制模块的第2端；所述开关控制模块的第1端连接中央处理器的GPIO_17口，开关控制模块的第3端连接按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路；所述按键背光灯组的输出端连接电源管理芯片的KPD_DRV_N端和地。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，所述按键背光灯组包括第一按键背光灯和第二按键背光灯，所述第一按键背光灯的正极和第二按键背光灯的正极均连接开关控制模块的第3端和移动终端的内部控制电路，第一按键背光灯的负极和第二按键背光灯的负极均连接电源管理芯片的KPD_DRV_N端和地。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，还包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接中央处理器的GPIO_17口，第一电阻的另一端连接开关控制模块的第3端、按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，所述按键背光灯组还包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端连接第一按键背光灯的正极、第二电阻的另一端连接开关控制模块的第3端和移动终端的内部控制电路；所述第三电阻的一端连接第二按键背光灯的正极、第三电阻的另一端连接开关控制模块的第3端、第二电阻的另一端和移动终端的内部控制电路。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，所述开关控制模块包括PMOS管，所述PMOS管的栅极连接中央处理器的GPIO_17口，PMOS管的源极连接稳压模块的VOUT端，PMOS管的漏极连接按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，所述光电传感模块为光电二极管。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接光电传感模块的输入端、第四电阻的另一端接地。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，还包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接开关控制模块的第3端、第一二极管的负极连接开关控制模块的第2端。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，还包括第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电容的一端连接稳压模块的VIN端，第一电容的另一端接地；所述第二电容的一端连接稳压模块，第二电容的另一端接地；所述第三电容的一端连接稳压模块的VOUT端和开关控制模块的第2端，第三电容的另一端接地。

所述的具有控制按键背光功能的移动终端中，所述光电传感模块设置在移动终端的正面上。

相较于现有技术，本发明提供的具有控制按键背光功能的移动终端，通过移动终端上的光电传感模块感应光线明暗并输出相应的电压控制稳压模块的工作状态，手机软件根据稳压模块的工作状态、控制中央处理器输出相应的高低电平来控制开关控制模块打开或关闭，以此选择对按键背光灯组的供电情况，根据光线明暗有选择地点亮或灭掉按键背光灯。在光线较亮的情况下关闭按键背光，避免电池电量的浪费，增加了手机的使用时间。

附图说明

图1为本发明具有控制按键背光功能的移动终端较佳实施例的电路图。

图2为本发明具有控制按键背光功能的移动终端的光电传感模块的位置示意图。

具体实施方式

本发明提供一种具有控制按键背光功能的移动终端，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供的具有控制按键背光功能的移动终端，包括按键背光灯组10、开关控制模块20、光电传感模块30、稳压模块J1、中央处理器U1和电源管理芯片U2。所述光电传感模块30的输出端连接稳压模块J1的VIN端（即稳压模块的第1端）和Von/off端（即稳压模块的第6端），光电传感模块30的输入端接地；所述稳压模块J1的VOUT端（即稳压模块的第3端）连接开关控制模块20的第2端，稳压模块J1的第2、4、5端接地；所述开关控制模块20的第1端连接中央处理器U1的GPIO_17口，开关控制模块20的第3端连接按键背光灯组10的输入端和移动终端的内部控制电路；所述按键背光灯组10的输出端连接电源管理芯片U2的KPD_DRV_N端和地。

其中，所述中央处理器U1采用型号为MSM7227的处理器芯片，电源管理芯片U2采用型号为PM7540集成芯片。所述光电传感模块30用于感应光线明暗并输出相应的电压，在具体实施时光电传感模块30为光电二极管D0。当有光照时，光电二极管D0正常工作，其反向输出5Ｖ的电压至稳压模块J1的VIN端和Von/off端；当外部的环境光线较暗或比较弱，不能满足光电二极管D0对环境光线的工作要求时，光电二极管D0不工作，处于截止状态，输出的低电压很小，可以近似于0V。这样即能将光电二极管D0感应到的光能转化为相应的电能，即输出相应的电压。由于光电二极管D0所转化的电能不是很稳定，导致光电二极管D0输出的电压不能稳定地供给按键背光灯组10。这种情况下会降低光电二极管D0的使用效率，不能充分地应用光电二极管D0的转化电压，也会使输入按键背光灯组10的电压不稳定，使发光的效果较差。

为了解决上述问题，本发明提供的稳压模块J1即用于使光电传感模块30输出相应的电压能稳定地输入按键背光灯组10。由于光电二极管D0的工作电压为5V，其与按键背光灯的工作电压（一般小于4.2V）相差不大，在具体实施时，所述稳压模块J1可以采用型号为NCP623的LDO（low dropout regulator，低压差线性稳压器）稳压器。这款型号的LDO稳压器的输入电压信号和输出电压信号的压差比较小（小于0.23V），所以其稳定性较好，能充分地将光电二极管D0转化的电压稳定地供给按键背光灯组10，极大地提高了光电二极管D0所转化的电能的使用效率。同时，该LDO稳压器在稳压时还能抑制电源噪声对光电二极管和稳压器的影响，且LDO稳压器本身的静态电流也很小，其产生的噪声极小，能达到电源降噪的设计要求，由于其成本很低，对移动终端的成本影响不大。

所述光电二极管D0通过如下方式来判断光线的明暗：该光电二极管D0工作在反向偏压状态，其反向工作电压为5V。当光线一定时，光电二极管D0相当于一个恒流源；当光线有变化时，所述LDO稳压器稳定光电二极管D0的输出电压，使按键背光灯的发光变化减小。光电二极管D0通过入射光线的波长l来改变其响应度。波长越长，光子的能量越小，光电二极管D0的响应越慢；波长越短，光子的能量越大，光电二极管D0的响应越快。本实施例中光电二极管D0工作时光线的峰值（即波峰感光波长）为252nm-254nm，光谱响应半宽度的范围为8nm-12nm，能够在短波长的光线中快速响应，减少按键背光灯发亮的时间。光线越强，光电二极管D0的反向电流越大，光信号转变成的电压信号就越大；反之，光线越弱，光电二极管D0的反向电流越弱，光信号转变成的电压信号就越小，当光线弱到光电二极管D0的反向电流小于0.1uA时，此时，光电二极管D0的反向电压只有10mV，光电二极管D0不工作。

所述中央处理器U1的GPIO_17口是一个电平控制信号，可以控制开关控制模块20的打开和关闭。在具体实施时，所述开关控制模块包括PMOS管Q1。由于PMOS管Q1是电压控制型的器件，不需要电流来控制，避免了由于电流的变化而产生噪音，所以其产生的噪音很小。所述PMOS管Q1的栅极（即开关控制模块20的第1端）连接中央处理器U1的GPIO_17口，PMOS管Q1的源极（即开关控制模块20的第2端）连接稳压模块J1的VOUT端，PMOS管Q1的漏极（即开关控制模块20的第3端）连接按键背光灯组10的输入端和移动终端的内部控制电路。由移动终端内部的软件配置该GPIO_17口输出的电压U12与稳压模块J1的VOUT端输出电压的关系。当稳压模块J1的VOUT端有输出电压时，即光电二极管D0在正常工作，软件控制中央处理器U1的电压U12的值使开关控制模块20打开、即电压U12为低电平使PMOS管Q1导通，使按键背光灯组10启动一种工作模式，即将稳压后的电压供给按键背光灯组10使其工作；当稳压模块J1的VOUT端没有输出电压时，即光电二极管D0不工作，此时需要软件控制电压U12的值为高电平使开关控制模块20关闭、即使PMOS管Q1截止，将按键背光灯组10切换到另一种工作模式，即由移动终端的内部控制电路将电池的电压VBAT_LED配置给按键背光灯组供电。所述移动终端的内部控制电路和软件为移动终端中现有的控制单元，其结构原理在此不作阐述。

为了保护PMOS管Q1，进一步设置第一二极管D1，所述第一二极管D1的正极连接开关控制模块20的第3端、即PMOS管Q1的漏极，第一二极管D1的负极连接开关控制模块20的第2端、即PMOS管Q1的源极。

为了在光电二极管D0不工作时，电压U12能输出高电平，进一步设置第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端连接中央处理器U1的GPIO_17口，其另一端连接开关控制模块20的第3端、按键背光灯组10的输入端和移动终端的内部控制电路。由内部控制电路输出的电池的电压VBAT_LED通过第一电阻R1上拉GPIO_17口的电压U12，对开关控制模块20的第3端、即PMOS管Q1的栅极提供高电平使PMOS管Q1截止。

本发明实施例中，所述按键背光灯组10包括第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3。在本实施例中以这两个按键背光灯为例进行说明，所述的两个按键背光灯为LED灯。所述第一按键背光灯D2的正极和第二按键背光灯D3的正极均连接开关控制模块20的第3端和移动终端的内部控制电路，第一按键背光灯D2的负极和第二按键背光灯D3的负极均连接电源管理芯片U2的KPD_DRV_N端和地。其中，按键背光灯组10中的按键背光灯的个数根据移动终端产品的大小和设计需求决定。

为了保护第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3，使流过的电流不会过大烧坏按键背光灯，所述按键背光灯组10还包括第二电阻R2和第三电阻R3、所述第二电阻R2的一端连接第一按键背光灯D2的正极、第二电阻的另一端连接开关控制模块20的第3端和移动终端的内部控制电路；所述第三电阻R3的一端连接第二按键背光灯D3的正极、第三电阻的另一端连接开关控制模块20的第3端、第二电阻R2的另一端和移动终端的内部控制电路。在本实施例中，所述第二电阻R2的阻值为200Ω，第三电阻R3的阻值也为200Ω。

为了保护光电二极管D0，进一步设置了第四电阻R4，所述第四电阻R4的一端连接光电传感模块30的输入端、即光电二极管D0的正极，第四电阻R4的另一端接地。在本实施例中，所述第四电阻R4的阻值为10K。

为了保护稳压模块J1，对其输入和输出的电压进行滤波、去噪，进一步设置第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3。所述第一电容C1的一端连接稳压模块J1的VIN端，第一电容的另一端接地；所述第二电容C2的一端连接稳压模块J1的第4端，第二电容的另一端接地；所述第三电容C3的一端连接稳压模块J1的VOUT端和开关控制模块20的第2端，第三电容的另一端接地。

由于光电二极管需要有光的照射才能工作，为了便于感应光照，可以将其设置在如图2所示的位置，即手机100的按键区域B的外侧A处。光电二极管设置的位置A靠近手机100的按键区域B，这种方式一方面能减少电压在电源线上的损耗，另一方面能防止光电二极管转化的电压由于距离按键背光灯太远而输出不稳定的电压，同时还能防止电源线太长产生的电源干扰，减小对手机100其他敏感器件的影响。另外将光电二极管设计在手机100的A处，一方面考虑到在通话时，不需要按键背光灯亮，所以在手机通话时会将照射在光电二极管上的光线挡住，这不影响本发明设计的功能。另一方面在正常使用手机时，考虑到右手操作手机的概率较大，所以将光电二极管设计在手机的该部位A处，右手握住或操作手机100时不会挡住照射在光电二极管上的光线。

以下以移动终端为手机、所述光电传感模块30为光电二极管D0、所述稳压模块J1为LDO稳压器、所述开关控制模块20为PMOS管Q1为应用实施例，并结合图1对本发明的技术方案进行详细说明：

当光电二极管D0感应到外部的环境光线明亮到能使其工作时，光电二极管D0输出反向电压5V至LDO稳压器的VIN端和Von/off端。LDO稳压器的工作条件是VIN端的输入电压要小于12V，Von/off端的输入电压要大于2.5V。因此LDO稳压器开始工作，从其VOUT端输出经过稳压后的5Ｖ电压。手机中的软件检测到LDO稳压器有电压输出，该软件控制中央处理器U1的GPIO_17口输出低电平至PMOS管Q1的栅极，使该PMOS管Q1导通。稳压后的5Ｖ电压经过第二电阻R2和第三电阻R3限流后分别给第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3供电。此时按键背光灯组10启动一种工作模式，虽然此时有电流流过第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3，但由于其负极没有输入的驱动请求信号，因此第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3不会被点亮。流过第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3的电流均为20mA，由于第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3的导通电压为0.7V，根据第二电阻R2和第三电阻R3的阻值可以得出流过每个按键背光灯的电流均为(5V-0.7V)/200=21.5mA，由于电源线上会损耗电量，因此21.5mA的电流符合第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3的工作电流，即流过的电流不会烧坏所述第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3。

当手机在光线较暗的环境下，即光线的暗度使光电二极管D0不能工作，光电二极管D0输出的反向电压很小，近似于0V输入至LDO稳压器的VIN端和Von/off端，LDO稳压器停止工作。中央处理器U1的GPIO_17脚发出高电平的请求信号，软件检测到LDO稳压器没有电压输出时控制手机的内部控制电路输出电池的电压VBAT_LED，该电压VBAT_LED分为两路，一路通过第一电阻R1拉高GPIO_17口使PMOS管Q1截止，另一路给第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3供电。此时按键背光灯组会切换至另一种工作模式，由第一按键背光灯D2的负极和第二按键背光灯D3的负极给电源管理芯片U2发送负极的驱动请求信号输入电源管理芯片U2的KPD_DRV_N端，电源管理芯片U2接收并处理该驱动请求信号后驱动第一按键背光灯D2和第二按键背光灯D3发亮。

综上所述，本发明在光电传感模块感应到有光线时输出一特定高电压至稳压模块使其工作，经过稳压模块稳压后输出的该特定高电压分为两路：一路通过手机软件配置中央处理器输出低电压使开关控制模块导通，另一路经过打开的开关控制模块对按键背光灯组供电；由于此时按键背光灯组的负极没有驱动请求信号，按键背光灯不能点亮，同时流过按键背光灯的电流符合其工作电流，不会出现大电流烧坏按键背光灯。在光电传感模块感应到光线较暗时输出低电压至稳压模块使其停止工作，稳压模块不再输出电压，此时手机软件控制其内部控制电路输出电池的电压VBAT_LED，该电压VBAT_LED通过第一电阻拉高GPIO_17口使PMOS管Q1截止，同时还给给按键背光灯组供电。按键背光灯组的负极给电源管理芯片发送负极的驱动请求信号，经过电源管理芯片接收并处理该驱动请求信号后驱动按键背光灯发亮。这样就能根据光线的明暗自动选择点亮或关闭按键背光，节约了电池的电量，增长了手机的使用时间，降低了对电池供电能力的要求。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，包括按键背光灯组、用于感应光线明暗并输出相应的电压的光电传感模块、用于使光电传感模块输出的相应电压信号稳定地输入按键背光灯组的稳压模块、中央处理器、电源管理芯片和开关控制模块；所述光电传感模块的输出端连接稳压模块的VIN端和Von/off端，光电传感模块的输入端接地；所述稳压模块的VOUT端连接开关控制模块的第2端；所述开关控制模块的第1端连接中央处理器的GPIO_17口，开关控制模块的第3端连接按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路；所述按键背光灯组的输出端连接电源管理芯片的KPD_DRV_N端和地。

2.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，所述按键背光灯组包括第一按键背光灯和第二按键背光灯，所述第一按键背光灯的正极和第二按键背光灯的正极均连接开关控制模块的第3端和移动终端的内部控制电路，第一按键背光灯的负极和第二按键背光灯的负极均连接电源管理芯片的KPD_DRV_N端和地。

3.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，还包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接中央处理器的GPIO_17口，第一电阻的另一端连接开关控制模块的第3端、按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路。

4.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，所述按键背光灯组还包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端连接第一按键背光灯的正极、第二电阻的另一端连接开关控制模块的第3端和移动终端的内部控制电路；所述第三电阻的一端连接第二按键背光灯的正极、第三电阻的另一端连接开关控制模块的第3端、第二电阻的另一端和移动终端的内部控制电路。

5.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，所述开关控制模块包括PMOS管，所述PMOS管的栅极连接中央处理器的GPIO_17口，PMOS管的源极连接稳压模块的VOUT端，PMOS管的漏极连接按键背光灯组的输入端和移动终端的内部控制电路。

6.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，所述光电传感模块为光电二极管。

7.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，还包括第四电阻，所述第四电阻的一端连接光电传感模块的输入端、第四电阻的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，还包括第一二极管，所述第一二极管的正极连接开关控制模块的第3端、第一二极管的负极连接开关控制模块的第2端。

9.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，还包括第一电容、第二电容和第三电容；所述第一电容的一端连接稳压模块的VIN端，第一电容的另一端接地；所述第二电容的一端连接稳压模块，第二电容的另一端接地；所述第三电容的一端连接稳压模块的VOUT端和开关控制模块的第2端，第三电容的另一端接地。

10.根据权利要求1所述的具有控制按键背光功能的移动终端，其特征在于，所述光电传感模块设置在移动终端的正面上。