CN106782419A - 一种具有户外可读性的移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有户外強光下可读性的移动装置，该设备包括：具有触控板的液晶显示屏，移动装置主控电路，触控式板界面，背光驱动器，高亮度背光模组；在所述的触摸板的液晶显示屏上还设置有触控屏、亮度控制器、定时控制器；所述的定时控制器，用来设定背光被调至高亮度的时间长度；所述的亮度控制器与定时控制器分别控制所述的背光驱动器；所述的背光驱动器与所述的高亮度背光模块相连，用于将背光亮度调至各个不同的层级；所述的移动设备主控电路用于控制所述的触摸板的液晶显示屏。通过本发明的装置能够提高移动装置在户外強光下的可读性。并能快速适应环境的变化，以减少电能的损耗，延长使用的时间。

Description

一种具有户外可读性的移动装置

技术领域

本发明涉及一种户外移动装置，具体涉及一种具有户外可读性的移动装置。

背景技术

目前使用于移动装置上的显示屏幕(如智能型手机和平板计算机等)主要都是液晶显示器(LCD)。最近,基于有机发光二极管显示(OLED)的显示屏幕也开始在一些新推出的移动装置上使用。不像液晶显示器,有机发光二极管器本身是可以自行发光的。而另一方面,液晶显示器则需要靠背光来显示液晶显示屏上的图像。因此,液晶显示屏和相同尺寸的有机发光二极管显示屏幕来比较,通常会更厚些。另外,有机发光二极管显示屏幕上的图像,通常会有较好的色彩，液晶显示器的主要优点之一是显示器的亮度可以通过使用非常高亮度的背光来提高。最初,这些高亮度液晶显示器是被用在室外环境中的军事显示器用途。然后,在20世纪90年代,屏幕亮度超过1000n its的液晶显示器被推广到各种需要高亮度显示屏的工业和商业应用上。

当初,冷阴极荧光灯管(CCFLs)被使用为液晶背光模块的光源。但是在过去十年里,发光二极管(LEDs)开始取代阴极荧光灯管作为主要的背光光源。通常情况下,发光二极管灯芯将被按照适当的间距安装在一条长而狭窄的印刷电路板(PCB)上来产生均匀和足够的亮度给液晶显示屏使用。一般来说,安装了发光二极管灯芯的印刷电路条被称为"发光二极管发光柱"或是"发光二极管光条"。

相比于冷阴极荧光灯管所发射的光线是朝向所有的方向,发光二极管所发射的光线是朝向前方。因此,有很大部份的从发光二极管所发射的光会进入到导光板来照亮液晶显示屏。由于此原因,甚至在发光效率差不多的情况下,比起冷阴极荧光灯管(CCFL)背光,发光二极管背光模块的效益几乎是它的两倍或更高。此外,由于冷阴极荧光灯管需要很高的驱动电压,这也使得在设计一种小而薄的显示设备时会产生困扰。

凭借这些优势,从本世纪初开始,发光二极管背光的应用也逐渐普遍。在开始时,发光二极管背光模块主要用于在小尺寸移动装置的液晶显示器上,如手机等。随着发光二极管技术的迅速进步,发光二极管背光模块在中等尺寸的液晶显示器上也开始取代冷阴极灯管背光,例如桌上用的显视器等。

针对大尺寸液晶屏,例如用于电视机等,其背光模块需要的发光二极管数目与液晶显视屏的面积成正比。这就大大增加了背光模块的成本。因此,对于很大型液晶显示器,其背光将会继续使用冷阴极荧光灯管(CCFL)一段时间。然而,由于发光二极管效益的继续改进和成本的逐渐降低,在大尺寸液晶显示器上,发光二极管(LED)最终将会取代冷阴极荧光灯管作为背光的光源。

目前,有机发光二极管显示器的屏幕亮度是达不到1500n its的水平来提供良好的室外可读性。而液晶显示器可以使用一个非常明亮的背光模块将屏幕亮度提高到这个水平。从上个世纪90年代开始,高亮度的各种尺寸的液晶显示器被开发出来用于军事及一此工业与商业的应用。为了获得所需要的屏幕亮度,背光模块使用了多支的冷阴极荧光灯管直接放在液晶屏的背后。因此,它是被称为"背照式背光模块",以区别于传统的"侧照式背光模块"。而带有背照式背光模块的液晶显示屏的厚度大约是一英寸左右。对于大多数的移动装置来说,这种显示屏显然是太厚了。

在高亮度发光二极管开发出来之后,就可以使用具有一片导光板的所谓侧照式的背光来制作一个非常明亮的液晶显示器。随着发光二极管(LED)的亮度和效率在过去几年中进一步的提高,现在已经可以制造一个32英寸大小的高亮度液晶显示器(LCD)来做为户外广告广告牌的应用。

当使用一个适合于户外应用的高亮度液晶显示器时,如周围环境照明度下降,其屏幕亮度需要往下调整。例如,一个军事应用的1500n its液晶显示屏,在非常黑暗的夜晚环境下,其屏幕亮度可能必须被调降到1n i t，因此,背光驱动器必须能够提供1500:1的调光比值来控制背光亮度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有户外可读性的移动装置，当前用於移动装置上的显示屏无法提供在户外強光下很好的可读性。为解决上述问题，本发明提出一种具有户外可读性的移动装置，该装置包括：具有触控板的液晶显示屏，移动装置主控电路，触控式板界面，背光驱动器，高亮度背光模组；

在所述的触控板的液晶显示屏上还安置有亮度控制器、定时控制器；所述的亮度控制器，用于将背光亮度调至各个不同的层级；所述的定时控制器，用来设定背光被调至高亮度的时间长度；所述的亮度控制器与定时控制器分别控制所述的背光驱动器；所述的背光驱动器与所述的高亮度背光模组相连，用于将背光亮度调至各个不同的层级及设定背光被调至高亮度的时间长度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述亮度控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，用于接收各个传感器传递的信号。

进一步，所述定时控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，用于接收各个传感器传递的信号。

有益效果：能够在保证用户在户外強光下读取和响应一段时间之后，将液晶显示器屏幕的亮度调回正常的水平，以防损耗更多的电能，有利用于节约电能以延长使用的时间。

进一步，所述亮度背光模块中采用的是由多个发光二极管形成的发光二极管灯条。

有益效果：这些灯条使用了高功率的发光二极管灯芯，这些灯芯密集排列在灯条上，在灯条上所发出光的亮度可以足够产生一个明亮的液晶显示屏。

进一步，所述亮度控制器调节亮度的方式包括：模拟式亮度调节和脉宽亮度调节。

进一步，所述光亮传感器，用来探测正在使用的移动装置周围环境的光照水平，并根据光照水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏被调节至相应于光照水平的亮度，若环境光照水平不明亮，则液晶显示屏的亮度被调节于正常水平；若环境光照水平很明亮则液晶显示屏的亮度被调节至最高亮度水平。

进一步，所述的电池容量传感器，用来探测电池功率及存量，并根据电池存量水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平，若电池存量水平饱满，则液晶显示屏的亮度调至最明亮水平，并且停留时间长；若否，则液晶显示屏的亮度调至中等明亮水平，并且停留时间短。

有益效果：节约电源，延长使用的时间，能够快速根据环境的不同调节到适合阅读的亮度水平，使得用户处于舒服的阅读状态，减少对眼睛的伤害。

进一步，所述的用户动作传感器，其包含说话、观看、滑动多种方式来探测用户对液晶显示屏的响应。

进一步，所述的用户动作传感器中还包含：声音探测器，用于根据用户发送的“亮度”語音对发送亮度的信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平。

有益效果：通过本发明的装置能够快速适应环境的变化，减少电能的损耗，延长使用的时间。使得用户能在強光下容易的阅读移动装置屏幕上的信息。

附图说明

图1为本发明的具有户外可读性的移动装置的结构图；

图2为本发明的高亮度背光模块的结构图；

图3为本发明的发光二极管灯条的结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1中所示，一种具有户外可读性的移动装置，该装置包括：

移动装置主控电路，具有触控板的高亮度液晶显示屏，触控式板界面，背光驱动器，亮度控制器、定时控制器、光亮传感器、电池容量传感器、及用户动作传感器。

在所述的液晶显示屏使用高亮度背光模块以產生所須的屏幕亮度。

所述的定时控制器，用来设定背光被调至高亮度的时间长度；

所述的亮度控制器与定时控制器分别控制所述的背光驱动器；

所述的背光驱动器与所述的亮度背光模块相连，用于将背光亮度调至各个不同的层级；

所述的移动装置主控电路用于控制所述的触摸板的液晶显示屏。

所述亮度控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，并接收各个传感器传递的信号。

所述定时控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，并接收各个传感器传递的信号。

所述高亮度背光模块中采用的是由多个发光二极管密集而成的发光二极管灯条。

所述亮度控制器调节亮度的方式包括：模拟式亮度调节或脉宽亮度调节。

所述光亮传感器，用来探测正在使用的移动装置周围环境的光照水平，并根据光照水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏被调节至相应于光照水平的亮度，若环境光照水平不明亮，则液晶显示屏的亮度被调节于正常水平；若环境光照水平很明亮，则液晶显示屏的亮度被调节至最高亮度水平。

所述的电池容量传感器，用来探测电池功率及存量，并根据电池存量水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平，若电池存量水平饱满，则液晶显示屏的亮度调至最明亮水平，并且停留时间长；若否，则液晶显示屏的亮度调至中等明亮水平，并且停留时间短。所述的用户动作传感器，其包含多种的方式来探测用户对液晶显示屏的响应。例如,如果动作传感器探测到用户不再查看或注视液晶显示屏,它会向亮度控制器发送信号将屏幕的亮度调回正常的水平。

所述的用户动作传感器中还包含声音探测器，用于根据用户的声音对移动装置发送到亮度水平的信号，并根据电池存量水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平。

下面是具体的实施例

本发明是一个可以在明亮的户外照明环境下容易阅读的移动装置。该移动装置使用具有非常明亮背光模块的液晶显示屏。当背光调节到最高的亮度时,液晶显示屏幕亮度可以达到1000n its或更多,所以在户外明亮的环境中可以很清楚的阅读显示屏上的信息。

图1显示了本发明的移动装置结构示意图。除了带有亮度背光模块的液晶显示屏,还有一个定时控制器以用来设定背光被调至高亮度的时间长度。调整此时间的长度,可以经由液晶显示屏上的触控屏、光亮传感器以及用户动作传感器的其他设置。

因为高亮度的液晶背光模块耗电量较高,这些传感器可以用来调整显示器设在高亮度的时间长短。例如,如果光传感器探测到移动装置的用户已经进入室内的环境,背光亮度将自动降低到正常的水平以节约用电。

另外,用户动作传感器可以探测消费者的活动和这个移动装置之间的关系。例如，它可以探测到消费者是否不断的在高亮度环境下查看显示屏。如果是的话，它将延长背光在最高亮度的时间。如果不是，那即使在室外高亮度光照环境中，显示屏亮度也将会降低到正常水平。

本发明的移动装置的主要部分是个具有非常高亮度的液晶背光模块。下图2显示了这个非常高亮度的背光模块。

类似于一般标准的液晶显示屏的背光,这个高亮度背光模块包含有导光板,光源(发光二极管灯条)与围绕周围的反光膜、还有在导光板前面的光学薄膜和在底面的反光膜。

在图2中,此发光二极管灯条位于背光模块的顶端。还有在它周围的反光膜,这个反光膜同时也涵盖一部分的导光板。这将确保从发光二极管灯条所发射出来的光缐大部分可以进入导光板,从而照亮液晶显示屏.

相比于一般的背光模块,这个高亮度背光模块唯一的不同就是下图3中所示的发光二极管灯条。为了能产生所需的显示屏亮度,此发光二极管灯条需要使用高功率的发光二极管。以及发光二极管中间的间隔很密集。这样灯条上就可以使用更多的发光二极管来产生更多的光线。

亮度背光模块

如前所述,本发明的移动装置中使用的液晶显示屏具有一个极高亮度的背光模块来营造明亮的屏幕以作为室外观看之用。为此目的,我们特别设计如上面图3所示的发光二极管灯条作为光源。这灯条使用了高功率的发光二极管灯芯。这些高功率发光二极管灯芯被密集的排列在灯条上,这样可以尽量地使用更多的发光二极管灯芯。因此,在灯条上所发出光的亮度可以足够产生一个明亮的液晶显示屏幕。

例如,灯条可以使用一些目前市场上己有的120毫安(mA)驱动电流的小尺寸发光二极管。并如上图3中所示,这灯条具有11个发光二极管。当这灯条用在图2所示的背光上,这个液晶显示器屏幕的亮度可以达到1000n i ts或更高。这足以让这个显示屏上的信息在大多数的户外环境下可以很清楚的阅读。

然而,这个高亮度的发光二极管灯条的消耗功率大约是4瓦,这将会迅速地消耗电池容量。我们预计发光二极管的效益在未来几年内将更进一步提高。因此,在显示屏幕亮度1000n its或更高时,所耗费的功率可能会降低到大约2瓦左右。

液晶显示屏(LCD)亮度控制器

图1中的亮度控制器是根据一些信号输入来控制背光亮度。这个输入信号可以是手动的或是通过不同的传感器电路来产生。基本上,控制器以调节发光二极管驱动电流的大小来产生不同的发光亮度,由此来改变显示屏幕的亮度。

一般情况下,有两种方式来调节发光二极管的驱动电流来调节液晶显示屏幕的亮度(亮度调节)。第一种是模拟式亮度调节,它使用一个直流电压来控制灯条上发光二极管的驱动电流。第二种方式是脉宽亮度调节(PWM)。在这种情况下,发光二极管的电流是一个从0到最高电流值的方形波。当发光二极管的电流是在0时,发光二极管不会发出任何光缐。因此,液晶显示器的屏幕亮度和发光二极管被驱动至最大电流时段(或方形波的脉宽度)的百分比成正比。例如,如果方形波的脉宽度为30％,则液晶显示器屏幕的亮度将被调节到最大亮度的30％。

当用脉宽亮度调节(PWM),它的先决条件是方形波的频率不能干扰到液晶显示屏的视讯扫描频率。否則,液晶显示银幕上可能会出现一些复杂图形。

定時控制器

由于背光模块在高亮度的状态下其功耗要高于正常的情况,因而就必须要有定时控制器在一段足够用户读取和响应的时间之后,将液晶显示器屏幕的亮度调回到正常水平。

让液晶显示器屏幕维持在高亮度的时间长短还取决于其他的因素,譬如液晶显示器屏幕高亮度的程度、电池的电源容量、和来自用户的动作响应。举例来说,在非常明亮的室外环境中,如果不将液晶显示器屏幕的亮度调到最高的水平,这样子显示器屏幕维持在高亮度的时间就可以更长一点。另外假如在用户不再看显示器屏幕之后,液晶屏幕的亮度在很短的时间内就会降到正常的水平。

传感器电路

第一，是一个光照传感器来侦测正在使用的移动装置周围环境的光照水平。当移动装置在室内或没有高亮度照明的户外环境中使用时,这个传感器会发出信号将液晶显示器屏幕的亮度设置在正常水平。如果某些室外环境中的照明度并不非常明亮,这个传感器将发出一个信号将液晶显示器屏幕亮度调到较高的水平,但会低于最高水平。另一方面,如果周围环境的照明度非常明亮,这个传感器会将液晶显示器屏幕的亮度调到最大值以让用户能方便的阅读。

电池容量传感器

第二,在图1中所示的电池容量传感器可用来探测电池功率及存量。如果电池是处于高容量水平,那液晶显示器屏幕的亮度就会调整到更高的亮度水平,同时停留在这高亮度水平的时间也会较长。当然,如果电池的存量较低,那液晶显示器屏幕的亮度还是会被调高,但会低于电池存量处于高容量时的情况。此外为了节省电池耗电量,液晶显示屏幕处在高亮度的时间也会稍微短些。

如果电池存量在非常低的情况下,液晶显示器屏幕将会保持在正常的亮度水平,并且将低电量的讯息呈现在液晶显示器屏幕上。因此用户可以走到室内或移到一个树荫下的地方再来查看屏幕。

用户动作传感器

第三,用户动作传感器包含有多种不同的方式来侦测用户对液晶显示屏的响应。例如,如果该传感器探测到用户不再查看或注视液晶显示器屏幕,它会向亮度控制器发送信号将屏幕的亮度调回正常的水平。

其中可能的用户动作传感器之一,就是具有识别软件的声音探测器。因此,如果用户对移动装置说出"高亮度"的对话,这个传感器就会发出一个信号将液晶显示器屏幕的亮度调节到更高的设置。

除了这些感应电路之外,还可以有其他感应电路可以用来改善此发明的移动装置的性能。这是本发明中的一部分,即使目前此文件还未描述其详细结构及功能。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，该装置包括：具有触控板的液晶显示屏，移动装置主控电路，触控式板界面，背光驱动器，高亮度背光模组；

在所述的触控板的液晶显示屏上还安置有亮度控制器、定时控制器；所述的亮度控制器，用于将背光亮度调至各个不同的层级；所述的定时控制器，用来设定背光被调至高亮度的时间长度；所述的亮度控制器与定时控制器分别控制所述的背光驱动器；所述的背光驱动器与所述的高亮度背光模组相连，用于将背光亮度调至各个不同的层级及设定背光被调至高亮度的时间长度。

2.根据权利要求1所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述亮度控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，用于接收各个传感器传递的信号。

3.根据权利要求1所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述定时控制器还分别与光亮传感器、电池容量传感器、用户动作传感器相连，用于接收各个传感器传递的信号。

4.根据权利要求2或3所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述亮度背光模块中采用的是由多个发光二极管形成的发光二极管灯条。

5.根据权利要求1所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述亮度控制器调节亮度的方式包括：模拟式亮度调节和脉宽亮度调节。

6.根据权利要求2或3所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述光亮传感器，用来探测正在使用的移动装置周围环境的光照水平，并根据光照水平发送信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至適合的水平，若环境光照水平不明亮，则液晶显示屏的亮度处于光照水平与液晶显示屏最高亮度水平之间，若环境光照水平很明亮则液晶显示屏的亮度调至最高亮度水平。

7.根据权利要求2或3所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述的电池容量传感器，用来探测移动装置的电池功率及存量，并根据电池存量水平发送信号至所述亮度控制器，亮度控制器使液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平；若电池存量水平饱满，则液晶显示屏将亮度调至很高的明亮水平，并且停留时间长；若否，则液晶显示屏将亮度调至中等明亮水平，并且停留时间短。

8.根据权利要求2或3所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述的用户动作传感器，其包含说话、观看、滑动多种方式来探测用户对液晶显示屏的响应。

9.根据权利要求8所述的一种具有户外可读性的移动装置，其特征在于，所述的用户动作传感器中还包含：声音探测器，用于根据用户发送的“亮度”語音对发送亮度的信号至所述亮度控制器，使得液晶显示屏的亮度调节至相应的亮度水平。