CN104350537B - 具有显示器亮度控件的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电子设备可以基于环境光传感器数据自动调节显示器亮度。可以使用来自基于光的接近传感器、触摸屏内的附近电容传感器电极、或其它接近传感部件的接近传感器数据来确定环境光传感器是否被手或其他外部对象遮蔽。与被遮挡的传感器条件相关联的环境光传感器数据可以被抑制。可以使用瞬态事件滤波器来删除环境光传感器数据中的峰值。显示器亮度的基线可以自适应地进行调节。环境光水平的短期变化可能会导致对显示器亮度短暂的相应调节。环境光水平的较长时间变化可能与显示器亮度基线的持久性变化相关联。

Description

具有显示器亮度控件的电子设备
背景技术
本申请整体涉及电子设备，更具体地，涉及带有可调节显示器亮度的电子设备。
诸如蜂窝电话和计算机等电子装置设备，经常暴露于变化的环境光水平下。例如，当蜂窝电话用户从建筑物内部的位置转移到明亮阳光下的户外环境时，蜂窝电话所处的环境光的量就会产生变化。同样地，当用户在室内走动或从户外有亮光的位置走到阴凉的位置时，环境光水平也可能会发生变化。为了适应这些环境光水平的变化，电子设备有时具有自动调节显示器亮度的功能。然而如果不小心，自动调节功能可能会变成使用障碍或可能无法充分反映出实际的环境光照度条件。
因此，人们希望能够提供改进的方法，以在电子设备中自动调节显示器亮度。
发明内容
电子设备可以基于环境光传感器的数据自动调节显示器亮度。可以使用来自基于光的接近传感器、触摸屏内的附近电容传感器电极的接近传感器数据，或来自其它接近传感部件的数据来确定环境光传感器是否被手或其他外部对象遮蔽。与被遮挡的传感器条件相关联的环境光传感器数据可以被抑制。
可以使用瞬态事件滤波器来删除环境光传感器数据中的峰值。显示器亮度的基线可以自适应地进行调节。环境光水平的短期变化可能会导致对显示器亮度短暂的相应调节。环境光水平较长时间变化可能会与显示器亮度基线的持久性变化相关联。
可以使用传递函数来确定如何基于环境光传感器的读数来调节显示器的亮度。所述传递函数可以由耦合线段或其他合适的曲线形成。在中等环境光水平下，显示器亮度可能会受到与当前环境光读数成比例的反射光分量的影响，也可能受到与环境光水平无关的灯型偏置分量的影响。在较低的环境光水平下，所述传递函数可以通过暗眼响应来表征，其中灯对显示器亮度的作用作为减少环境光水平的函数而被逐步取消。在较高的环境光水平下，因为增加的环境光水平有利于反射光分量，则灯具的作用可以逐步取消。在非常高的环境光水平下，所述显示器亮度可被设置为其最大亮度，而不管环境光的读数。
可以利用用户输入来调节传递函数。利用用户输入来调节传递函数的方法可以作为当前环境光读数的函数而变化。例如，用户可以被提供屏幕上的可调节滑块或能够被操纵以改变所述传递函数的其他控制接口。环境光水平较低时，滑动滑块可能会导致所述传递函数的暗眼响应部分改变。环境光水平较高时，滑动滑块可能会影响所述传递函数的反射部分。
可以使用动态阈值来确定当环境光水平适中时传递函数如何做出变化。当在动态阈值以下工作时，灯型行为占主导，所以滑动滑块可能会影响灯型传递函数的设置。当在动态阈值以上运行时，反射型行为占主导，所以滑动滑块可用来改变反射传递函数的属性。
根据附图以及以下对优选实施例的详细描述，本发明的其他特征、本发明的实质以及各种优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1A和图1B是根据本发明的实施例提供的带有显示器亮度自动调节功能的例示性电子设备的透视图。
图2是根据本发明的实施例提供的带有显示器亮度自动调节功能的例示性电子设备的示意图。
图3是根据本发明的实施例的一些例示性步骤的流程图，这些步骤涉及了调节基于接近传感器数据的环境光数据的使用，诸如基于光的接近传感器以及电容式触摸屏传感器的数据。
图4是根据本发明的实施例的图，该图显示了环境光信号如何因环境照明条件的短暂变化而表现出峰值。
图5示出了根据本发明的实施例的带有峰值滤波器的电子设备如何抑制快速的环境光瞬态，诸如图4中的环境光峰值。
图6是根据本发明的实施例的图，该图显示了电子设备可能经历的环境光水平的例示性变化。
图7是根据本发明的实施例的图，该图显示了电子设备如何可以响应于图6中所示类型的环境光水平的测量值的变化来调节显示器的亮度水平。
图8是根据本发明的实施例的图，该图显示了电子设备可能测量到环境光水平的例示性变化。
图9是根据本发明的实施例的图，该图显示了电子设备如何可以响应于图8中所示类型的环境光水平的测量值的变化来调节显示器的亮度水平。
图10是根据本发明的实施例的一些例示性步骤的流程图，这些步骤涉及了调节电子设备的显示器亮度水平。
图11是根据本发明的实施例的图，该图显示了示例性的传递函数，电子设备可以使用该传递函数作为测量到的环境光水平的函数来确定在相对较高的环境光水平下运行时如何调节显示器的亮度。
图12是根据本发明的实施例的图，该图显示了示例性的传递函数，电子设备可以使用该传递函数作为测量到的环境光水平的函数来确定在中等环境光水平下运行时如何调节显示器亮度。
图13是根据本发明的实施例的图，该图显示了示例性的传递函数，电子设备可以使用该传递函数作为测量到的环境光水平的函数来确定在低的环境光水平下运行时如何调节显示器的亮度。
图14是根据本发明的实施例的图，该图显示了示例性的传递函数，电子设备可以使用该传递函数作为测量到的环境光水平的函数来确定在一定范围的环境光水平内从低的环境光水平到高的环境光水平下如何调节显示器的亮度。
图15是根据本发明的实施例的一些例示性步骤的流程图，这些步骤涉及允许用户更改将环境光水平映射至显示器亮度设置的传递函数，并使用该传递函数基于环境光水平读数来调节显示器亮度。
具体实施方式
一种电子设备可以具有一个或多个显示器。用户可以手动来进行显示器设置的调节。也可以在电子设备的操作过程中进行自动调节。
所述电子设备可以设置有诸如液晶显示器或具有可调节背光源的其它显示器的显示器，或者可以设置有诸如具有可调节强度水平的显示器像素的有机发光二极管显示器的显示器。在所述电子设备的操作过程中，可以调节所述显示器的亮度以适应环境照明水平的变化。例如，如果所述电子设备正在明亮的环境中操作时，显示器亮度可以调高，使得所述显示器上的图像不会显得泛白。如果所述电子设备是在黑暗环境中进行操作，显示器亮度可以降低，使得在所述显示器上的图像对用户来说不会过于明亮刺眼。
图1A和1B显示了可以设置有可调节显示器的例示性电子设备。诸如图1A和图1B内的电子设备10，可以是蜂窝电话、媒体播放器、其它手持便携式设备、一定程度上较小的便携式设备(诸如腕表设备、挂件设备、或其他可佩戴或微型设备)、游戏设备、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、电视机、计算机显示器、集成到计算机显示器的计算机或其他电子设备。在图1A的示例中，设备10是一种便携式电子设备，诸如蜂窝电话、媒体播放器、或其他手持式电子设备。在图1B的示例中，设备10是一种便携式设备，诸如平板电脑。这些仅是例示性的例子。一般来讲，电子设备10可以基于带有显示器的任何合适的电子设备。
如图1A的示例所示，设备10可包括显示器，诸如显示器14。显示器14可被安装在外壳内，诸如外壳12。外壳12可以具有通过铰链连接的上部和下部(例如，膝上型计算机)，或者可以形成没有铰链的结构，如图1A中所示。外壳12，其有时被称为壳体(enclosure)或壳体(case)，可以由塑料、玻璃、陶瓷、纤维复合材料、金属(例如不锈钢、铝等)、其它合适的材料，或上述材料中的任意两种或更多种材料组合制成。外壳12可使用其中外壳12的一些或全部被机械加工或模制为单个结构的一体式构造形成，或可使用多个结构(例如，内部框架结构、形成外部外壳表面的一个或多个结构等)形成。
显示器14可以是触摸屏，该触摸屏包含一层导电的电容性触摸传感器电极，诸如电极20或其它触摸传感器部件(例如，电阻式触摸传感器部件、声学触摸传感器部件、基于力的触摸传感器部件、基于光的触摸传感器部件等)，也可以是非触敏显示器。电容式触摸屏电极20可以由氧化铟锡焊盘阵列或其它透明导电结构组成。
显示器14可以包括液晶显示器(LCD)部件形成的显示器像素的阵列、电泳显示器像素阵列、等离子体显示器像素阵列、有机发光二极管显示器像素的阵列、电润湿显示器像素阵列，或根据其他显示器技术的显示器像素阵列。显示器14的亮度可以是可调节的。例如，显示器14可包括由光源形成的背光单元，光源例如为灯或发光二极管，可以用来增加或减少显示器的背光水平，从而调节显示器亮度。显示器14也可以包括有机发光二极管的像素或其它具有可调节强度的像素。在这种类型的显示器上，显示器亮度可以通过调节显示器像素的强度来调节。
显示器14可以用显示器覆盖层来保护，诸如一层透明的玻璃或透明塑料。可以在显示器覆盖层上形成开口。例如，可以在显示器覆盖层上形成开口以适应按钮，诸如按钮16。可以所述在显示器覆盖层上形成开口以适应端口，诸如扬声器端口18。
在显示器14的中心(例如，在图1A的矩形区域22内显示器14的部分中)，显示器14可包含活动显示器像素的阵列。区域22因此有时可以被称为显示器14的活动区域。围绕活动显示区域22的周边的矩形的环状区域可以不包含任何活动的显示器像素，并因此有时可以被称为显示器14的非活动区域。显示器14的显示器覆盖层或其它显示层可以在非活动区域内设置有不透明遮蔽层，来掩藏内部部件不让用户看见。可以在所述不透明遮蔽层上形成开口，以适应基于光的部件。例如，可以在不透明遮蔽层设置开口，以适应环境光传感器，诸如环境光传感器24。
如果需要，可以在所述不透明遮蔽层的开口填充对于红外光是透明的、但对可见光是不透明的墨或其他材料。例如，基于光的接近传感器26可被安装在显示器14的非活动部分的不透明遮蔽层中此类开口的下面。基于光的接近传感器26可包括光发射器，诸如光源28，和光传感器，诸如光检测器30。光源28可以是红外发光二极管，而光检测器30可以是基于晶体管或光电二极管(作为例子)的光电探测器。在操作过程中，接近传感器检测器30可以采集附近对象反射到光源28上的光。如果需要，其他类型的接近传感器可以在设备10中使用。使用包括红外光发射器和传感器的接近传感器仅是例示性的。
当用户的头部、用户的手指或其他外部对象在设备10的附近(例如，传感器26的5cm或更短距离以内，传感器26的1cm或更短距离以内，等等)时，接近传感器26就可以检测得到。接近传感器的数据也可以用触摸传感器阵列(诸如显示器14中的触摸传感器阵列)中的传感器来采集。
例如，如图1A所示，显示器14可以包括触摸传感器元件，诸如触摸传感器20。触摸传感器20可以被组织成覆盖显示器14(即，触摸传感器20可以形成触摸传感器阵列，用于触敏显示器)表面的阵列。例如，传感器20可以使用电容性触摸传感器电极来实现。当用户的头部、用户的手指或其他外部对象位于电极20的附近(例如，在距离所述触摸传感器阵列的区域30内的电极5cm或更短距离以内，1cm或更短距离以内，或者另一个合适的距离以内)时，从这些电极发送出来的信号可以被用来检测外部对象的存在。电极20(例如，那些位于显示器14的区域32或其他合适部分内的电极20)可以作为设备10的接近传感器(除了作为矩形触摸传感器阵列的一部分，用于采集用户为控制设备10而进行的触摸输入以外)。
在设备10的操作过程中，来自接近传感器26的接近传感器数据，来自显示器14的区域32内的触摸传感器20所形成的接近传感器结构的接近传感器数据，和/或来自设备10中的其它接近敏感部件的接近传感器数据，可以用于控制显示器14的显示器亮度的调节。例如，当接近传感器的测量(来自传感器26和/或区域32中的部件构成的传感器)表示外部对象存在于设备10的上端(即，所述外部对象处在与传感器26和/或区域32重叠的位置)时，则可以得出结论，该外部对象也遮蔽了环境光传感器24。这是因为，环境光传感器24处于接近传感器26和接触传感器电极32的附近(例如，小于10cm，小于5cm，或小于1cm可以区分环境光传感器24与接近传感器结构)。
当使用接近传感器的数据检测到环境光传感器的遮蔽活动，设备10可以调节来自所述环境光传感器的数据的理解方式，以避免不正确的显示器亮度调节。例如，如果环境光传感器指示设备10的周边环境突然经历亮度下降，但接近传感器的数据表明，环境光传感器24被遮蔽了(例如，被用户的手遮挡)中，则测定到的亮度下降可以忽略不计。每当接近传感器数据表明，环境光传感器被遮挡时，通过以这种方式抑制环境光传感器的数据，设备10可以避免显示器14在明亮的环境时所不需要的显示器亮度降低。
如图1B中设备10的示意性配置图所示，设备10不需要包括多种类型的传感器来检测环境光传感器遮挡条件的存在。例如，设备10可以仅仅具有接近传感器26，或者可以只具有由显示器14的触摸传感器电极的一部分(例如，图1B的区域32中的触摸传感器阵列的部分)所形成的接近传感器。可以使用带有一个接近感测部件、两个接近感测部件、三个接近感测部件，或三个以上的接近感测部件的配置。图1A和1B中设备10的例示性的配置仅仅是例示性的。
图2中设备10的示意图显示出了设备10如何可以包括传感器和其它部件。如图2所示，电子设备10可包括控制电路，诸如存储和处理电路30。存储装置和处理电路30可以包括一个或多个不同类型的存储装置，诸如硬盘驱动器存储器、非易失性存储器(例如，闪存存储器或其它电可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。存储装置和处理电路30中的处理电路可以用于控制设备10的操作。所述处理电路可以基于处理器，诸如微处理器和其它适合的集成电路。利用一种适合的排列，存储装置和处理电路30可用于运行设备10上的软件，诸如互联网浏览应用程序、电子邮件应用程序、媒体回放应用程序、操作系统功能、用于捕获和处理图像的软件、实现与采集和处理传感器数据相关联功能的软件、调节显示器亮度的软件等。
输入-输出电路32可用于允许将数据提供至设备10以及允许将数据从设备10提供至外部设备。
输入-输出电路32可以包括有线和无线通信电路34。通信电路34可以包括射频(RF)收发器电路，所述RF收发器电路由一个或多个集成电路、功率放大器电路，低噪声输入放大器、无源RF部件、一条或多条天线，以及用于处理RF无线信号的其它电路组成。无线信号也可使用光(例如，使用红外通信)来进行发送。
输入-输出电路32可以包括输入-输出设备36，诸如图1的按钮16、操纵杆、点击轮、滚轮、触摸屏诸如图1中的显示器14、其他触摸传感器诸如轨迹板或基于触摸传感器的按钮、振动器、音频部件诸如麦克风和扬声器、图像捕获设备诸如具有图像传感器和相应透镜系统的相机模块、键盘、状态指示器的灯、音频发生器、小键盘，以及其它从用户或其他外部源采集输入和/或为用户产生输出的设备。
传感器电路，诸如图2的传感器图38，可以包括用于采集关于环境光亮度的信息的环境光传感器，诸如环境光传感器24。环境光传感器24可以包括一个或多个半导体检测器(例如，基于硅的检测器)或其它光检测电路。传感器38还可以包括接近传感器部件。传感器38可以，例如包括专用的接近传感器诸如接近传感器26和/或由触摸传感器20构成的接近传感器(例如，显示器14的触摸传感器阵列中的电容性触摸传感器电极的一部分，其在其他情况下用于为设备10采集触摸输入，诸如图1A和1B所示区域32中的传感器电极)。一般来讲，设备10中的接近传感器部件，可以包括电容式接近传感器部件、基于红外光的接近传感器部件、基于声音信令方案的接近传感器部件，或其它接近传感器设备。传感器38还可以包括压力传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪，和其它用于测量设备10周边环境的电路。
在设备10的操作过程中，设备10在使用环境光传感器24测量的环境光量中可能会遇到突然的瞬态。例如，当一个人走过设备10时，阴影可以短暂地落在环境光传感器24的上方。该人可能离接近传感器太远而无法被所述接近传感器检测到。然而，因为该阴影持续的时间只是短暂的，如果显示器亮度仍然会相应地下调，这对用户来说将是个困扰。
为了避免响应于测量到的环境光水平瞬态而令显示器亮度产生不必要的突然增加和减少，设备10的控制电路30可被配置为实现瞬时数据的滤波器。所述瞬时数据滤波器，其有时可被称为低通滤波器或峰值滤波器，可用于滤除持续时间小于预先确定的截止量的瞬态事件。例如，所述瞬时数据滤波器可以用于抑制持续时间小于2秒(或其它合适的持续时间)的环境光传感器的瞬态(例如，向上或向下的峰值强度)。
图3是例示性步骤的流程图，其显示了可用于处理设备10中的环境光传感器数据的类型。在步骤40中，设备10(即，控制电路30)可以使用环境光传感器24来采集环境光数据。环境光的读数特征在于设备10附近环境光的量(即，撞击环境光传感器24的环境光的量)。
在步骤42中，设备10(即，控制电路30)可以采集表示环境光传感器24是否被外部对象遮蔽的接近传感器数据。接近传感器的数据，诸如来自接近传感器26的数据和/或显示器14的触摸传感器的区域32中的触摸式电极20所发出的接近传感器数据，可以由控制电路30进行处理，以确定从环境光传感器24发出的环境光传感器数据的准确性是否已经被外部对象的存在所破坏，外部对象可以是用户的手的一部分，或者是防止光达到环境光传感器24的其他对象。在测定环境光传感器24是否已被遮挡时，控制电路30可以使用从接近传感器26发出的数据(例如，将测得的接近传感器的信号与预先确定的阈值进行比较)，可以使用从触摸屏显示器14的区域32发出的数据(例如，确定是否有任何电极或超过预先确定的数量的电极正在产生比预先确定的阈值大的信号)和/或可以同时使用传感器26和触摸屏显示器14发出的信号(和/或其它接近数据)来测定环境光传感器24是否已被遮挡。
响应于确定了环境光传感器24已被遮挡(即，响应于断定环境光传感器24在获取环境光传感器读数时外部对象在环境光传感器24上产生了阴影)，控制电路30可以在步骤44中忽略来自环境光传感器24的数据(即，所述环境光传感器的数据可以被抑制)。操作可接着循环返回到步骤40，以使更多的环境光传感器的数据可以被采集，如线48所指示的。
响应于确定了环境光传感器24未被遮挡，控制电路30可以使用所采集的环境光数据来确定如何调节显示器亮度(步骤46)。
图4是表示测量的环境光信号可以表现出强度瞬态，诸如强度顺瞬态50的图。瞬态可能是由传感器24上环境光强度的突然增加或减少引起的。在如图4所示的示例中，瞬态50对应于时间t1时环境光强度的瞬时增加。光强度的瞬时增加可以由1秒左右(作为例子)的持续时间来表征。
由环境光传感器24测得的瞬态环境光信号可以被抑制，以改善设备10对环境光水平突然变化的可预测性。利用一种适合的排列，控制电路30可以被配置为实现低通滤波器(峰值滤波器)，其抑制了所述环境光信号的瞬态事件。例如，峰值滤波器可以抑制通过持续时间少于五秒、少于两秒、或少于一秒(作为例子)来表征的瞬态。在如图5所示的示例中，图4中的环境光信号已经使用两秒钟峰值滤波器进行过滤。如图5的曲线52所示，图4的瞬态50在时刻t1时已被去除，因此不会被电路30用于确定如何响应环境光水平的变化。
控制电路30可以对显示器亮度进行逐渐的调节以免因突然改变显示器设置而分散设备10的用户的注意力。不同的时间常数可以用于使显示器的亮度提高和显示器的亮度下降。显示器亮度提高的速度可以比显示器亮度下降的速度更快。在对显示器亮度进行调节时，需要考虑到要作出的改变量(即目标显示器亮度水平减去初始显示器亮度水平的量值)。显示器亮度的变化可以是线性的，作为测量到的环境光强度变化的函数，也可以使用非线性的显示亮度调节函数。
图6表示了由环境光传感器24测得的环境光强度如何可能增加(曲线54)或减小(曲线56)。在图6的例子中，在时间t2时测量的环境光强度发生了变化。
在可选的瞬态滤波器相关联的延迟之后(即，使用两秒钟峰值滤波器时，在大约2秒的延迟后)，控制电路30可以对所测量的环境光传感器水平03进行响应图7的亮度曲线。当控制电路30测量环境光数据，诸如曲线54的数据时，曲线58对应于显示器14的显示器亮度水平。当控制电路30测量环境光数据，诸如图6的曲线56的数据时，曲线60对应于显示器14的显示器亮度。
时间t2(当环境光传感器初始测量到图6中环境光水平的变化时)和时间t3(当显示亮度开始增加时)之间的延迟对应于与峰值滤波器相关联的延迟时间(例如，大约两秒或其他合适的持续时间)。响应于检测到曲线54的环境光水平的上升，控制电路30可以根据图7的曲线58提高显示器的亮度。响应于检测到曲线56的环境光水平的降低，控制电路30可以根据图7的曲线60降低显示器的亮度。
如果需要，使显示器亮度的增加和降低时，可以使用不同的时间常数(变化率)。例如，图7示例的亮度增加可具有t4至t3的持续时间，而图7示例的亮度降低可具有t5的-t4的持续时间，比t4至t3的更长。比起显示器亮度的快速增加，人眼趋于对显示器亮度的快速下降更为敏感。对显示器亮度的降低使用比亮度增加更长的时间常数可以因此允许设备10流畅快速地进行修改而不令用户分心。显示器亮度可以线性地相对于时间进行改变，或可以由控制电路30使用非线性的亮度改变函数。
期望提供自动调节基线的显示亮度水平(例如，图1B中所示的配置类型，其包括基于触摸的接近感应能力，但没有基于光的接近传感器，诸如图1A中基于光的接近传感器24)的设备10。图8和9示出了控制电路30如何进行自动显示器亮度基线调节。
图8的曲线62和64显示了两种不同的环境光场景。在两个场景(曲线62和64)下，环境光强度都在时间ta时显著上升。在曲线64的场景下，环境光强度在时间tc处下降至其初始水平。在曲线62的场景下，环境光强度保持在较高的水平，直到稍后的时间(时间td)。
曲线66和68显示了控制电路30如何针对基线的显示亮度等级进行相应的调节(即，显示器亮度的最小值)。图9的曲线68对应于控制电路30响应于图8中曲线64的环境光强度的测量值可以对显示器亮度基线进行的改变。图9的曲线66对应于控制电路30响应于图8中曲线62的环境光强度水平的测量值可以对基线进行的改变。
如图9所示，控制电路30可以最初不对基线做任何的改变(例如，与和峰值滤波器相关联的持续时间相等的时间周期tb-ta)。在时刻tb，控制电路30可以使显示器亮度基线增加以响应于图6中所测量的环境光水平的增加。只要已经超过持久性阈值(例如，约7秒钟的阈值或其他合适的预先确定的时间周期阈值)，控制电路30可以使显示器的亮度基线发生持久的变化(即，数值不会下降的变化)。使用此类方法，对持续少于时间阈值量的环境光水平进行的改变被认为是暂时的，不适合用于进行持久显示亮度基线的改变。对持续超过时间阈值量的环境光水平进行的改变被认为是持久性的，并导致显示器的亮度基线进行相应的持久性变化。
例如，如图9的曲线68所示，控制电路30可以开始增加显示器亮度基线以响应于检测到了图8中曲线64的环境光水平增加。但由于图8的环境光水平64在时间tc(例如，没有超过持久性阈值的时间段)处下降，所以当图8的光水平64下降时，控制电路30可使图9曲线68的显示器亮度基准返回至其初始值。在另一方面，如图9的曲线66所示，控制电路30可以响应于检测到的由图8的曲线62示出的类型的更持久的环境光水平的增加，对所述显示器亮度基线做出持久性的改变(即，从tc到td的时间段内一直保持增加了的环境光水平)。即使环境光水平62在时间td后下降，环境光水平62保持升高的时间仍然足够长(如超过7秒钟或其他合适的时间段)，这样控制电路30可以认为测量到的该变化足以令显示器亮度基线发生的持久变化，如图9中时间td之后曲线66的升高值所示。
显示器的亮度基线可以用作最小容许显示器亮度水平，直到亮度水平被重置(例如，被断电事件或其他合适的条件所重置)。
图10是操作设备10所涉及的例示性步骤的流程图。
在步骤70中，控制电路30可以检测到通电命令。例如，控制电路30可以检测到电源按钮的按下按钮的动作，或者可以从用户接收接通设备10和显示器14的命令。
在步骤72中，在通电之后，控制电路30马上就可以使用环境光传感器24来测量设备10附近的环境光水平。接近传感器的测量也可以进行。
控制电路30在上电后立即可以进入快速反应模式。在这种模式下，控制电路30可以很快(例如，0.2秒或其他较短的时间以内)地调节显示器亮度。这允许控制电路30调节显示器亮度的速度足够快以适应开机用户可能经历的环境光水平变化较大较快的情况(例如，在打开设备并快速将该设备从上衣口袋里取出时，等等)。例如，在步骤74中，控制电路30可以使用基于步骤72期间所测量的环境光水平的亮度，在显示器14上显示解锁屏幕(或其它用于在上电事件之后马上为用户呈现到适当屏幕上)。如果步骤72中采集到的接近传感器的数据指出所述环境光传感器被遮挡，则所述环境光传感器的数据可能被抑制，直到有效的数据被采集到。在没有有效的环境光传感器数据时可以使用默认的亮度。
控制电路30的可以在预先确定的时间周期(例如，30秒)内以快速反应性模式调节显示器的亮度，如步骤76所示。
在快速反应模式的时间结束后，控制电路30可以正常操作显示器14(步骤78)。在步骤78的操作过程中，环境光感应器24可以采集环境光传感器的测量值，控制电路30可以使用该测量值调节显示器的亮度。瞬态滤波器(峰值滤波器)可用于过滤掉瞬态环境光测量值。当控制电路30得出结论，用户的手或其他外部对象处于环境光传感器24的附近，并因此遮挡了环境光传感器24时，接近数据可以用于抑制环境光传感器的数据。如果需要，可进行自适应显示亮度基线的操作。例如，当检测到升高的环境光水平超过预先确定的阈值时，可以进行持久性显示器亮度基线的调节。
电子设备，诸如电子设备10可用于显示内容诸如电子图书内容和其它媒体。控制电路30可以使用传输函数，所述函数确定合适的显示器亮度水平，以用于各种测量的环境光水平。所述传递函数可有助于确保电子书籍的内容和其他内容在宽泛的范围内环境光水平下被满意地显示给用户。如果需要，电子设备的用户可以调节传递函数来定制电子设备的显示器亮度性能。
所述传递函数在低、中、高度环境光强度下可以具有不同类型的行为。如果需要，用户调节传递函数的方式也可以作为环境光水平的函数发生变化。
图11展示了例示性传递函数，所述传递函数映射测量到的环境光传感器水平(ALS)至显示器14的对应显示器亮度水平。如图11中的示例所示，例如，传递函数80可以有线性的行为，使得测量到的环境光传感器的增加导致显示器的亮度相应增加。此类行为的特征性是用环境光照亮一页纸张内容时期望会出现的效果。当所述环境光水平增加了(例如，当用户拿着一本书在大晴天的户外散步)，这本书纸页的亮度会随着撞击纸张的光强度的增加而成正比地增加。
在这种环境中纸张亮度的线性增加量(针对环境光强度给定的增加所产生)受到纸的反射率的影响。面对环境光强度给定的增加，高反射率的纸张将比低反射率的纸张在纸的亮度上表现出更大的增加。
图11的传递函数80复制了(在电子设备中)纸质书读者所期望的环境光水平亮度变化的类型。如果需要，传递函数80的斜率可以被调节以模拟不同类型的纸张。例如，当期望复制照亮纸张文档的特性，且该纸张文档比传递函数80所模拟的纸张反射率更大时，就可以在设备10中使用具有更陡斜坡的传递函数，诸如传递函数82。当期望复制照亮纸张文档的特性，且该纸张文档比传递函数80所模拟的纸张反射率更小时，就可以使用具有较浅斜坡的传递函数，诸如传递函数84。传递函数的斜率也可称为亮度变化相对于环境光水平变化的比率。
因为在图11所示类型的线性传递函数可用于模拟通过给定反射率来表征的材料诸如纸张的特性，所以线性传递函数的特性诸如函数80、82和84的特性，有时可以被称为反射特性。一种模拟了反射特性的环境光传感器到显示器亮度的传递函数有时可以被说成表现出了反射传递函数的特性。
可以由环境光传感器到显示器亮度的传递函数模拟出来的另一种类型的特性涉及使用用户控制的灯来照亮一本书的纸张。在除了现有环境光外还使用灯进行照明的环境中，纸张(或由灯照亮的其他内容)的亮度除了环境光外还会受灯亮度设置的影响。在黑暗的环境中，灯的设置将占据主导地位。
图12中的传递函数86，在电子设备中除了环境光外也使用灯来照亮一本书或其他内容。如图12中所示，由于有灯存在，环境光水平下降到零时会有一些残留的(灯为主的)照明(即，当环境光信号ALS接近零时有非零的显示器亮度水平LB1)。如果使用者要调节“灯”来产生更多的照明，传递函数86将被从图12的曲线86改变为曲线88。涉及图12所示的那种类型的灯型操作的环境光传感器到显示器亮度的传递函数有时被说成表现出灯传递函数的特性。
在非常低的光照水平下，用户可能期望在一本书亮度的变化值在从非常暗的环境移动到漆黑环境时，比从黑暗环境中移动到非常暗的环境时要大。这种类型的人“暗眼响应”可利用传递函数，诸如图13的传递函数90来模拟。在图13的示例中，环境光水平D对应于黑暗环境，环境光水平VD对应于非常暗的环境，并且环境光水平PB对应于漆黑的环境。如图13所示，人暗眼响应特性可以通过调节显示器亮度来模拟，使得从环境光水平VD移动至环境光水平PB(显示器亮度变化DB2-DB3)时显示器亮度下降的幅度，比从环境光水平D移动至环境光水平VD(显示器亮度变化DB1-DB2)的幅度更大。在图13中区段DER所表现出类型的环境光传感器读数下降时具有加速降低的显示器亮度的环境光传感器到显示器亮度传递函数的特性有时也被称为暗眼响应传递函数特性。
设备10的控制电路30可以被用来实现环境光传感器到显示器亮度的传递函数，其带有一个或多个不同的区域。例如，在低的环境光水平处，所述传递函数可表现出暗眼响应特性。在中等环境光水平处，所述传递函数可表现出灯传递函数的特性。在提高的环境光水平线，所述传递函数可表现出反射传递函数的特性。在高于阈值的环境光水平的情况下，显示器亮度的显示可以被最大化。一般来讲，环境光传感器到显示器亮度的传递函数可以表现出如上述一个或多个传递函数的特性，如上述两个或更多个传递函数的特性，如上述三个或更多个传递函数的特性，或如上述四个或更多个传递函数的特性(作为例子)。
图14是例示性的环境光传感器到显示器亮度的传递函数，其在不同的环境光传感器水平下具有不同类型的特性。与图14的传递函数90相关联的环境光传感器水平可分为四个范围(I、II、III和IV)。范围II可以被动态阈值DT细分成两个子范围IIA和IIB。固定的环境光传感器阈值FTL、FTM和FTH可以用来分别划分范围I和II、II和III、III和IV。
在范围IV中，在高于阈值FTH的环境光水平下(即，在非常高的环境光水平)，显示器亮度可能已达到其可实现的最大值ST。因此，传递函数90中超出点P3的区段S4可以通过ST段的固定(平)值来表征。
在范围III中，在阈值FTM和FTH之间的环境光水平下(即，在较高的环境光水平下)，传递函数90中在点P3和P2之间延伸的段S3可显示出反射传递函数的特性。
在范围II中，在阈值FTL和FTM之间的环境光水平下(即，在中等的环境光水平下)，传递函数90中在点P2和P1之间延伸的段S2可显示出灯传递函数的特性。
在范围I中，在低于阈值FTL的环境光水平下(即，在低等的环境光水平下)，传递函数90中在点P1和P0之间的段S1可显示出暗眼响应传递函数的特性。
在环境光传感器水平ALS的最小值(零或接近零)下显示器的亮度值是LBD。显示器亮度水平LBD代表了用户在最黑暗的环境中所经历的灯亮度水平。在区域I没有暗眼响应特性时，传递函数90会从点P1延伸到点P0(显示器亮度水平LBT)。LBT的值可以被认为是构成显示器亮度传递函数的“灯”部分(即，由于非零的灯亮度而产生的传递函数的偏置)。由于与区域I相关联的暗眼响应特性，段S1具有比连接点P1和P0的虚线更陡的斜坡(即，灯的亮度被排除在区域I中减少ALS值的函数之外，这样当在完全黑暗(或几乎完全黑暗)的房间内操作时所述转移函数通过LBD的减少值表征，而不是LBT值。在区域II中P1以上的值，灯的作用(即独立于ALS值的固定亮度的作用)可能会逐步取消。到了传递函数90的点P2，灯的作用已经完全取消，而传递函数90的值由与区域III有关的反射传递函数的特性完全支配。
动态阈值DT的值可由控制电路30来实时确定。动态阈值DT可以是环境光传感器的值，前提是在该值下传递函数90中的环境光反射部件和传递函数90中的灯反射偏置(LBT)部件是相等的。在高于DT的环境光水平下，传递函数的特性受周围环境的反射光，而不是灯的亮度控制。在低于DT的环境光水平下，灯的亮度占主导地位。
控制电路30可以为用户提供设备10，通过其可以有机会调节一个或多个与传递函数90相关联的设置。例如，用户可以有机会调节点P0、P1、P2和P3的值。用户可以被允许调节这些点的ALS部件(x坐标)、显示器亮度部件(这些点的y坐标)，或者同时调节这些点(作为例子)的ALS和显示器亮度值。在采集用户输入时可以使用一个或多个滑块按钮或其他用户界面控件(旋钮、下拉式菜单、滑块、文本输入框、下拉和拖曳特征部，或其他用户界面元素)。
利用一种适合的排列，这在本文中有时被描述为示例，用户可以操纵单个滑块(或其他适当的控制，以允许从一定范围的设置中选择从低到高的设置)来调节传递函数90。响应于用户通过所述滑块(或其它控制)提供的输入而由控制电路30进行的调节，可作为当前环境光的水平函数而变化。
例如，如果设备10当前在区域III操作时，滑块的调节可以改变区段S3的斜率M1(例如，以产生较高的斜率线III'或较低的斜率线III″)。(y轴截距-即用于包含段S3的线的显示器亮度截距-是零)。
如果设备10当前在区域IIB中操作时(即，受小灯型作用影响的纸状操作点)，调节如果需要可能会导致调节段S2的斜率m2(例如，将段S2一条线改变成诸如具有更大斜率的线IIB'或具有更小斜率的线IIB")。当环境光水平是在纸状区域IIB中时，对段S2斜率的调节是合适的，因为在区域IIB的操作与在纸状区域III的操作是类似的。当调节区域IIB的段S2时，点P2可被竖直地调节(至相同的环境光传感器值下较高或较低的显示器亮度值)，可以水平地调节(至相同的显示器亮度值下较高或较低的环境光传感器值)，或点P2的竖直和水平部件都可被调节，以适应段S2的新位置。段S2的调节后版本可能在调节过的点P2和点P1之间延伸。
如果设备10当前在区域IIA中操作(即，区域II的灯状部分)，用户通过滑块进行的调节可导致灯强度的调节。例如，滑块向上调节可以将段S2从图14中所示的位置移动到线IIA’表示的位置，而滑块向下调节可将段S2从图14中所示的位置移动到线IIA”所表示的位置(即，滑块可被用来调节LBT的值)。如果需要，LBT和段S2的斜率m2都可在区域IIA内操作时进行调节。如在区域IIB内操作期间调节线段S2时，在区域IIA中操作时调节所述滑块可能会导致在水平方向和/或垂直方向调节点P2的位置。点P1的位置也可以调节(例如，水平和/或竖直地)，以适应在段S2中的变化。
如果设备10当前是在区域I中操作，调节滑块则可能会产生LBD值的变化，导致段S1的新版本，诸如段I’(当增加滑块)和段I″(当减小滑块)。
在图14的示例中，传递函数90已经通过接合多个线性的线段形成。在区域II和III，传递函数90是向上凹的，由于在区域II中灯的作用被取消。如果需要，其他凹面函数可用于传递函数90(例如，不包含线性的线段而是有平滑弯曲特征部的函数、线段数目不同的函数，等等)。
图15是例示性步骤的流程图，此类步骤涉及使用传递函数诸如图14中的传递函数90来控制显示器的亮度。
在步骤92中，控制电路30可以使用输入-输出电路32来采集用户输入，该输入指示设备10来修改传递函数90。例如，控制电路30可以使用按钮、触摸屏等输入-输出电路来采集用户输入。利用一种合适的排列，控制电路30可在触摸屏上显示交互式滑块或其它用户输入的控制元件，并且可以使用所述触摸屏中的触摸传感器阵列来采集与滑块运动相关联的用户输入。使用控制元件，其允许在最小值和最大值之间进行单个参数的标量控制，可以在调节传递函数90时帮助用户将复杂性最小化。
在步骤94中，控制电路30可以使用环境光传感器24来采集关于设备10周边当前环境光水平的信息。
在步骤96中，控制电路30可确定设备10当前基于在步骤94采集到的环境光传感器读数进行操作的传递函数区域(环境光传感器的范围)。
在步骤98中，控制电路30可以基于从步骤92中收到的滑块输入或其他用户输入，也可以基于识别当前传递函数区域的信息更新传递函数，如结合图14所述。
在步骤100中，在设备10的正常操作期间，控制电路30可以基于由控制电路30利用环境光传感器24所采集的环境光传感器读数，连续地更新显示器14的显示器亮度。如结合图10的步骤78所述，当接近传感器的数据表明，环境光传感器被遮蔽时，接近传感器的数据可以被用来抑制使用环境光传感器的数据变化，快速瞬态可以使用峰值滤波器来过滤掉，也可以使用适当的时间常数来增强和降低显示器亮度，控制电路30可以维持自适应的基线。
根据实施例，提供了一种方法，其包括了在电子设备中的环境光传感器，收集环境光数据，利用所述电子设备中的控制电路，采集指示外部对象是否遮蔽了环境光传感器的接近数据，以及利用控制电路，基于所述环境光数据和接近数据调节所述电子设备中显示器的亮度水平。
根据另一个实施例，采集所述接近数据包括采集来自基于光的接近传感器的数据。
根据另一个实施例，采集所述接近数据还包括采集来自电容触摸传感器阵列一部分的数据。
根据另一个实施例，调节所述电子设备中显示器的亮度水平包括，响应于确定所述环境光传感器被外部对象遮蔽来调节亮度水平，而忽略环境光数据；并响应于确定所述环境光传感器未被外部对象遮蔽，根据环境光数据调节亮度水平。
根据另一个实施例，基于所述环境光数据及接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平包括过滤掉环境光数据中持续时间小于预先确定的截止时间的瞬态事件。
根据另一个实施例，在所述电子设备通电后，立即在快速反应模式下调节所述电子设备中显示器的亮度水平，在所述快速反应模式下亮度调节被快速进行。
根据另一个实施例，基于所述环境光数据及所述接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平包括：从多个传递函数中选择传递函数，每个传递函数与一定范围的环境光水平相关联；并基于所述传递函数、所述环境光数据及所述接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平。
根据一个实施例，提供了一种调节电子设备中显示器的亮度水平的方法，所述方法包括：利用所述电子设备中的环境光传感器确定环境光水平，利用所述电子设备中的控制电路，基于所述环境光水平，从多个传递函数中选择传递函数，每个传递函数与一定范围的环境光水平相关联；并且利用所述电子设备中的控制电路，根据所选择的传递函数调节所述电子设备中的所述显示器的亮度。
根据另一个实施例，所述方法还包括利用所述电子设备，采集用户输入，并利用所述电子设备中的所述控制电路，根据所述的用户输入调节所选择的传递函数。
根据另一个实施例，所选择的传递函数具有独立于环境光水平的偏移分量。
根据另一个实施例，所述方法还包括利用所述电子设备，采集用户输入，并利用所述电子设备中的所述控制电路，根据所述的用户输入通过调节所选择的传递函数的偏移分量来调节所选择的传递函数。
根据另一个实施例，所选择的传递函数与环境光水平成比例。
根据另一个实施例，所述方法还包括利用所述电子设备，采集用户输入，并利用所述电子设备中的所述控制电路，根据所述的用户输入通过调节所选择的传递函数的斜率来调节所选择的传递函数。
根据另一个实施例，基于所述环境光水平，从所述多个传递函数中选择所述传递函数包括：当所述环境光水平在环境光的第一范围内时，选择偏移分量与环境光水平无关的传递函数；当所述环境光水平在环境光的高于所述第一范围的第二范围内时，选择与环境光水平成比例的传递函数。
根据另一个实施例，基于所述环境光水平，从所述多个传递函数中选择所述传递函数还包括：当所述环境光水平在环境光的低于所述第一范围的低范围内时，选择在环境光水平降低时与所述第一范围内的传递函数相比显示器亮度表现出更大的降低的传递函数。。
根据另一个实施例，所述方法包括：利用所述电子设备中的环境光传感器确定后续的环境光水平，如果后续的环境光水平高于所述环境光水平，则根据第一时间常数增强显示器的亮度；如果后续的环境光水平低于所述环境光水平，则根据第二时间常数降低显示屏的亮度，其中所述第二时间常数大于所述第一时间常数。
根据一个实施例，一种电子设备，其包括显示器、感测环境光的环境光传感器、感测外部对象是否在附近的接近传感器，以及控制电路，其基于环境光数据和接近数据调节所述显示器的亮度水平。
根据另一个实施例，所述控制电路被配置为，当所述接近传感器感测到附近的外部对象时，忽略所述环境光传感器所感测到的环境光的减少。
根据另一个实施例，所述控制电路被配置为针对所感测到的环境光的增强来增加所述显示器的亮度水平，所述亮度水平的增加率取决于环境光水平的多个范围中的哪个范围对应于所感测到的环境光。
根据另一个实施例，所述接近传感器包括红外接近传感器。
根据另一个实施例，所述接近传感器包括电容触摸传感器阵列的一部分。
根据另一个实施例，所述控制电路被配置为在所述电子设备通电后立即在快速反应模式下进行操作，在快速反应模式下所述控制电路基于所述环境光数据与接近数据快速地调节显示器的亮度，在快速反应模式之后，控制电路被配置为忽略环境光数据中持续时间小于预先确定的截止时间的瞬态事件。
以上所述仅是说明本发明的原理，并且在不脱离本发明范围和实质的情况下，本领域内的技术人员可以做出各种修改。上述实施例可单独实施或以任意组合形式实施。

Claims (13)

1.一种用于调节显示器亮度的方法，包括：
利用电子设备中的环境光传感器，收集环境光数据；
利用所述电子设备中的接近传感器，采集指示外部对象是否遮蔽了所述环境光传感器的接近数据；
利用所述电子设备中的控制电路，确定所述环境光数据是否受到所述外部对象的影响；以及
利用所述控制电路，基于所述环境光数据和所述接近数据来调节所述电子设备中的显示器的亮度水平。
2.根据权利要求1所述的方法，其中采集所述接近数据包括从基于光的接近传感器采集数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中采集所述接近数据还包括从电容触摸传感器阵列的一部分采集数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平包括：
响应于确定所述环境光传感器正被所述外部对象遮蔽来调节所述亮度水平，而忽略所述环境光数据；以及
响应于确定所述环境光传感器未正被所述外部对象遮蔽，根据所述环境光数据调节所述亮度水平。
5.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述环境光数据和所述接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平包括过滤掉所述环境光数据中持续时间小于预先确定的截止时间的瞬态事件。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在所述电子设备通电后，立即在快速反应模式下调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平，在所述快速反应模式下亮度调节被快速进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述环境光数据和所述接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平包括：
从多个传递函数中选择传递函数，其中每个传递函数与一定范围的环境光水平相关联；以及
基于所述传递函数、所述环境光数据和所述接近数据调节所述电子设备中的所述显示器的亮度水平。
8.一种电子设备，包括：
显示器；
环境光传感器，所述环境光传感器感测环境光并生成环境光数据；
接近传感器，所述接近传感器感测外部对象是否存在并生成接近数据；以及
控制电路，用于确定所述外部对象的存在是否影响所述环境光数据并且基于所述环境光数据和所述接近数据调节所述显示器的亮度水平。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为在所述接近传感器感测到附近的外部对象时，忽略所述环境光传感器所感测到的环境光的降低。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为针对所感测到的环境光的增加来增加所述显示器的亮度水平，其中所述亮度水平的增加率取决于环境光水平的多个范围中的哪个范围对应于所感测到的环境光。
11.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述接近传感器包括红外接近传感器。
12.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述接近传感器包括电容触摸传感器阵列的一部分。
13.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述控制电路被配置为在所述电子设备通电后，立即在快速反应模式下进行操作，其中在所述快速反应模式下，所述控制电路基于所述环境光数据和接近数据迅速地调节所述显示器的亮度，其中在所述快速反应模式之后，所述控制电路被配置为忽略所述环境光数据中持续时间小于预先确定的截止时间的瞬态事件。
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