CN113421531B

CN113421531B - 背光亮度调整电路和电子设备

Info

Publication number: CN113421531B
Application number: CN202110720244.7A
Authority: CN
Inventors: 欧甜; 陈志毅
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co Ltd
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2022-09-27
Anticipated expiration: 2041-06-28
Also published as: CN113421531A

Abstract

本申请实施例提供一种背光亮度调整电路和电子设备，背光亮度调整电路包括：光敏元件，其的阻值随着电子设备周围的环境亮度不同而改变；比较电路，其输入端与光敏元件连接，用于获取随着光敏元件的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号；以及芯片，与比较电路的输出端连接，用于根据比较电路输出的第二电压信号调整背光亮度。通过设置将随着光敏元件阻值改变而变化的第一电压信号进行分范围输出的比较电路，可以使第一电压信号分范围传输至芯片而非将第一电压信号实时传输至芯片，进而使芯片可以分阶段调整背光亮度，解决了现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁的问题。

Description

背光亮度调整电路和电子设备

技术领域

本申请属于液晶显示面板技术领域，尤其涉及一种背光亮度调整电路和电子设备。

背景技术

TFT-LCD(Thin film transistor liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)面板可根据环境亮度调节背光亮度进而调节屏幕的显示亮度，可以实现在暗环境下降低背光亮度达到节能效果，在明亮环境下调高背光以实现更好的显示效果。

现有技术中，利用a-Si在光照下产生载流子从而使其自身电导特性发生改变的特点将a-Si作为光敏电阻，接入APC(asynchhronous parallel controller，异步并联控制器)芯片来控制背光亮度，然而，现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁。

发明内容

本申请实施例提供一种背光亮度调整电路和电子设备，以解决现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁的问题。

本申请实施例提供一种背光亮度调整电路，应用于电子设备，包括：

光敏元件，所述光敏元件的阻值随着所述电子设备周围的环境亮度不同而改变；

比较电路，所述比较电路的输入端与所述光敏元件连接，所述比较电路用于获取随着所述光敏元件的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据所述第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号；以及

芯片，与所述比较电路的输出端连接，所述芯片用于根据所述比较电路输出的第二电压信号调整背光亮度。

可选的，所述比较电路包括多个比较模块，每一所述比较模块分别与所述光敏元件、一个参考电压以及所述芯片连接，不同所述比较模块连接的所述参考电压不同，所述多个比较模块可以根据所述第一电压信号与多个参考电压的比较进而输出不同的第二电压信号至所述芯片。

可选的，每一所述比较模块包括：

运算放大器，包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端与所述光敏元件连接，所述第二输入端与所述参考电压连接；

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述芯片连接。

可选的，所述比较电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述芯片连接，所述第二电阻的另一端接地。

可选的，所述比较电路包括：

第一比较模块，与第一参考电压连接；

第二比较模块，与所述第一比较模块并联，且与第二参考电压连接，所述第二参考电压大于所述第一参考电压，当所述第一电压信号大于所述第一参考电压且小于或等于所述第二参考电压时，所述比较电路输出第二电压信号至所述芯片，所述芯片调整所述背光亮度为第一亮度；

第三比较模块，与所述第一比较模块并联，且与第三参考电压连接，所述第三参考电压大于所述第二参考电压，当所述第一电压信号大于所述第二参考电压且小于或等于所述第三参考电压时，所述比较电路输出第二电压信号至所述芯片，所述芯片调整所述背光亮度为第二亮度；当所述第一电压信号大于所述第三参考电压时，所述比较电路输出第二电压信号至所述芯片，所述芯片调整所述背光亮度为第三亮度。

可选的，当所述第一电压信号大于所述第一参考电压且小于或等于所述第二参考电压时，所述比较电路包括：

所述第一比较模块的第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源连接，所述第一电阻的另一端与所述芯片连接；

所述第二比较模块的第一电阻，所述第一电阻的一端与所述芯片连接，所述第一电阻的另一端接地；

所述第三比较模块的第一电阻，所述第一电阻的一端与所述芯片连接，所述第一电阻的另一端接地；以及

可选的，当所述第一电压信号大于所述第二参考电压且小于或等于所述第三参考电压时，所述比较电路包括：

所述第二比较模块的第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源连接，所述第一电阻的另一端与所述芯片连接；

可选的，当所述第一电压信号大于所述第三参考电压时，所述比较电路包括：

所述第三比较模块的第一电阻，所述第一电阻的一端与第一电源连接，所述第一电阻的另一端与所述芯片连接；以及

可选的，所述光敏元件的一端与第二电源连接，所述光敏元件的另一端与所述比较电路的输入端连接；

所述背光亮度调整电路还包括：

固定电阻，所述固定电阻的一端与所述光敏元件的另一端连接，所述固定电阻的另一端接地。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括：

显示面板；

背光亮度调整电路，与所述显示面板连接，所述背光亮度调整电路用于调节所述显示面板的显示亮度，所述背光亮度调整电路包括如上述任一项所述的背光亮度调整电路。

本申请实施例的背光亮度调整电路中，比较电路设置于光敏元件和芯片之间，用于获取随着光敏元件的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号至芯片，芯片用于根据第二电压信号调整背光亮度。通过设置将随着光敏元件阻值改变而变化的第一电压信号进行分范围输出的比较电路，可以使第一电压信号分范围传输至芯片而非将第一电压信号实时传输至芯片，进而使芯片可以分阶段调整背光亮度，解决了现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

图2为图1所示的电子设备中背光亮度调整电路的第一结构框图示意图。

图3为图1所示的电子设备中背光亮度调整电路的第二结构框图示意图。

图4为图3所示的背光亮度调整电路的电路结构示意图。

图5为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第一等效电路结构示意图。

图6为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第二等效电路结构示意图。

图7为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第三等效电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

TFT-LCD面板可以根据环境亮度调节背光亮度进而调节屏幕的显示亮度，可以实现在暗环境下降低背光亮度达到节能效果，在明亮环境下调高背光以实现更好的显示效果。现有技术中，TFT-LCD面板可以利用a-Si在光照下产生载流子从而使其自身电导特性发生改变的特点将a-Si作为光敏电阻，再采用串联电阻分压电路，在分压节点输出后接入APC芯片，APC芯片可将电压转换为PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号，PWM信号可接入背光，从而控制背光亮度。但是APC芯片是将电压即时线性变化转换为PWM信号，使得微小的环境光强的变化都会引起背光亮度的即使改变，这样会造成背光变化过于频繁，不符合屏幕使用习惯。

为解决上述问题，本申请实施例提供一种背光亮度调整电路和电子设备，以下将结合附图进行说明。

示例性的，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。本申请实施例提供一种电子设备1，电子设备1包括显示面板10和背光亮度调整电路20，背光亮度调整电路20与显示面板10连接，背光亮度调整电路20用于根据电子设备1周围的环境亮度调节显示面板10的显示亮度。需要说明的是，本申请实施例提供的电子设备1可以是液晶显示器、电视等终端设备，还可以是手机、平板电脑等移动终端，也可以是车载电脑、笔记本电脑、音频播放装置、视频播放装置等具有显示面板的设备。本申请实施例以液晶显示器为例进行说明，而不应理解为对电子设备1的限制。

为了更清楚的说明本申请实施例的背光亮度调整电路20对显示面板10显示亮度调节的原理，以下将对背光亮度调整电路20进行说明。

示例性的，请结合图1并参阅图2，图2为图1所示的电子设备中背光亮度调整电路的第一结构框图示意图。背光亮度调整电路20包括光敏元件21、比较电路22和芯片23。光敏元件21的阻值随着电子设备1周围的环境亮度不同改变。比较电路22的输入端与光敏元件21连接，比较电路22用于获取随着光敏元件21的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号。芯片23与比较电路22的输出端连接，芯片23用于根据比较电路22输出的第二电压信号调整背光亮度。比较电路22设置于光敏元件21和芯片23之间，用于获取随着光敏元件21的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号至芯片23，芯片23用于根据第二电压信号调整背光亮度。通过设置将随着光敏元件21阻值改变而变化的第一电压信号进行分范围输出的比较电路22，可以使第一电压信号分范围传输至芯片23而非将第一电压信号实时传输至芯片23，进而使芯片23可以分阶段调整背光亮度，解决了现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁的问题。

其中，请结合图1和图2并参阅图3和图4，图3为图1所示的电子设备中背光亮度调整电路的第二结构框图示意图，图4为图3所示的背光亮度调整电路的电路结构示意图。光敏元件21的一端与第二电源Vs连接，光敏元件21的另一端与比较电路22的输入端连接。光敏元件21可以等效为一光敏电阻，光敏电阻可以跟随电子设备1周围的环境亮度而改变阻值。需要说明的是，光敏元件21的阻值与电子设备1周围的环境亮度成反比，当电子设备1周围的环境亮度较大时，光敏元件21的阻值较小，当电子设备1周围的环境光源亮度较小时，光敏元件21的阻值较大。示例性的，光敏元件21的材料可以为a-Si，在无光照的情况下，光敏元件21的阻值非常大，光照射后，a-Si产生大量光生载流子，光敏元件21的阻值会迅速减小。

背光亮度调整电路20还包括固定电阻Rc，固定电阻Rc的一端与光敏元件21的另一端连接，固定电阻Rc的另一端接地GND。固定电阻Rc具有固定的电阻值，电阻值的大小可以根据电路需求设置，这里不作限制。

其中，示例性的，比较电路22可以包括多个比较模块221，每一比较模块221分别与光敏元件21、一个参考电压以及芯片23连接，不同比较模块221连接的参考电压不同。多个比较模块221可以根据第一电压信号与多个参考电压的比较进而输出不同的第二电压信号至芯片23。将第一电压信号与多个参考电压比较进而确定第一电压信号在哪两个参考电压范围内，从而使比较电路22输出不同的第二电压信号至芯片23，芯片23根据不同的第二电压信号调整背光亮度，从而实现光敏元件21的非即时输出，降低了背光亮度调整的频率。

请结合图3并继续参阅图4，每一比较模块221包括运算放大器2212和第一电阻R1，运算放大器2212包括第一输入端d、第二输入端e和第一输出端f。第一输入端d与光敏元件21连接，第二输入端e与参考电压连接。第一电阻R1的一端与第一输出端f连接，第一电阻R1的另一端与芯片23连接。运算放大器2212还包括为其供电的第一电源Vcc，且运算放大器2212与第一电源Vcc相对的接口接地GND。比较电路22还包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与芯片23连接，第二电阻R2的另一端接地GND。可以理解的是，将第一电压信号与每一比较模块连接的参考电压进行比较，当第一电压信号大于一个参考电压时，连接此参考电压以及连接小于此参考电压的比较模块221均导通，大于此参考电压的比较模块221不导通，此时比较电路22输出一个第二电压信号传输至芯片23，芯片23根据此第二电压信号调节PWM信号的占空比进而来调整背光亮度。

为了更清楚的说明调整背光亮度的过程，本申请实施例以比较电路22包括三个比较模块221为例进行说明。

示例性的，请继续参阅图1至图4，比较电路22包括第一比较模块221a、第二比较模块221b和第三比较模块221c。第一比较模块221a与第一参考电压Vref1连接。第二比较模块221b与第一比较模块221a并联，且第二比较模块221b与第二参考电压Vref2连接，第二参考电压Vref2大于第一参考电压Vref1。第三比较模块221c与第一比较模块221a并联，且第三比较模块221c与第三参考电压Vref3连接。当第一电压信号大于第一参考电压Vref1且小于或等于第二参考电压Vref2时，比较电路22输出第二电压信号至芯片23，芯片23调整背光亮度为第一亮度。当第一电压信号大于第二参考电压Vref2且小于或等于第三参考电压Vref3时，比较电路22输出第二电压信号至芯片23，芯片23调整背光亮度为第二亮度。当第一电压信号大于第三参考电压Vref3时，比较电路22输出第二电压信号至芯片23，芯片23调整背光亮度为第三亮度。

其中，为了对参考电压的范围进行界定，可以将第一参考电压Vref1的值设置为0V，也即Vref1＝0V，第一参考电压Vref1、第二参考电压Vref2以及第三参考电压Vref3的关系为：Vref1<Vref2<Vref3。第二电阻R2的阻值与第一电阻R1阻值的关系为：R2＝20R1。根据光敏元件21输出的第一电压信号，比较电路22的输出到芯片23的第二电压信号可以分为三种情况并等效为三种电路。

第一种情况，请结合图4并参阅图5，图5为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第一等效电路结构示意图。当第一电压信号大于第一参考电压Vref1且小于或等于第二参考电压Vref2时，比较电路22的等效电路也即比较电路22包括：第一比较模块221a的第一电阻R1、第二比较模块221b的第一电阻R1、第三比较模块221c的第一电阻R1以及第二电阻R2。第一比较模块221a的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第一比较模块221a的第一电阻R1的另一端与芯片23连接。第二比较模块221b的第一电阻R1的一端与芯片23连接，第二比较模块221b的第一电阻R1的另一端接地。第三比较模块221c的第一电阻R1的一端与芯片23连接，第三比较模块221c的第一电阻R1的另一端接地。第二电阻R2的一端与芯片23连接，第二电阻R2的另一端接地GND。需要说明的是，第一电源Vcc用于为运算放大器2212供电，第一电源Vcc的电压可以为5V。当无光照或者暗态环境下，光敏元件21的阻值较大，远大于固定电阻Rc，根据电阻分压原理可知，输入比较电路22的第一电压信号为较小值，此时第一电压信号大于第一参考电压Vref1且小于第二参考电压Vref2，根据图5中的等效电路进行计算，进入芯片23的电压约为1.67V，则此时输出PWM占空比固定为30％，芯片23调整背光亮度为第一亮度也即较低亮度，以适应无光照或者暗态环境。

第二种情况，请结合图4参阅图6，图6为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第二等效电路结构示意图。当第一电压信号大于第二参考电压Vref2且小于或等于第三参考电压Vref2时，比较电路22的等效电路也即比较电路22包括：第一比较模块221a的第一电阻R1、第二比较模块221b的第一电阻R1、第三比较模块221c的第一电阻R1以及第二电阻R2。第一比较模块221a的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第一比较模块221a的第一电阻R1的另一端与芯片23连接。第二比较模块221b的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第二比较模块221b的第一电阻R1的另一端与芯片23连接。第三比较模块221c的第一电阻R1的一端与芯片23连接，第三比较模块221c的第一电阻R1的另一端接地。第二电阻R2的一端与芯片23连接，第二电阻R2的另一端接地。需要说明的是，第一电源Vcc用于为运算放大器2212供电，第一电源Vcc的电压可以为5V。当电子设备1周围的环境亮度增大，光敏元件21的阻值减小，根据电阻分压原理可知，此时第一电压信号大于第二参考电压Vref2且小于第三参考电压Vref3，根据图6中的等效电路进行计算，进入芯片23的电压约为3.3V，则此时输出PWM占空比固定为60％，芯片23调整背光亮度为第二亮度也即较为适中的亮度。

第三种情况，请结合图4并参阅图7，图7为图4所示的背光亮度调整电路中比较电路的第三等效电路结构示意图。当第一电压信号大于第三参考电压Vref3时，比较电路22的等效电路也即比较电路22包括：第一比较模块221a的第一电阻R1、第二比较模块221b的第一电阻R1、第三比较模块221c的第一电阻R1以及第二电阻R2。第一比较模块221a的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第一比较模块221a的第一电阻R1的另一端与芯片23连接。第二比较模块221b的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第二比较模块221b的第一电阻R1的另一端与芯片23连接。第三比较模块221c的第一电阻R1的一端与第一电源Vcc连接，第三比较模块221c的第一电阻R1的另一端与芯片连接。第二电阻R2的一端与芯片23连接，第二电阻R2的另一端接地。需要说明的是，第一电源Vcc用于为运算放大器2212供电，第一电源Vcc的电压可以为5V。当电子设备1周围的环境亮度继续增大，光敏元件21的阻值进一步减小，直到第一电压信号大于第三参考电压Vref3时，根据图7中的等效电路进行计算，进入芯片23的电压约为5V，则此时输出PWM占空比固定为100％，芯片23调整背光亮度为第三亮度也即全亮状态。

需要说明的是，比较电路22还可以包括其他数量的比较模块221，比如比较电路22包括四个比较模块221、五个比较模块221或者六个比较模块221等等，此时可以对第一电压信号进行更多范围的划分，从而使得芯片23控制背光亮度在更多的亮度等级范围内进行调整。本申请实施例以比较电路22包括三个比较模块221为例进行说明，而不应理解为对比较电路22的比较模块221数量的限制。

本申请实施例提供的背光亮度调整电路20包括光敏元件21、比较电路22和芯片23。光敏元件21的阻值随着电子设备1周围的环境亮度不同改变。比较电路22的输入端与光敏元件21连接，比较电路22用于获取随着光敏元件21的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号。芯片23与比较电路22的输出端连接，芯片23用于根据比较电路22输出的第二电压信号调整背光亮度。比较电路22设置于光敏元件21和芯片23之间，用于获取随着光敏元件21的阻值改变而变化的第一电压信号，并根据第一电压信号所在的范围输出对应的第二电压信号至芯片23，芯片23用于根据第二电压信号调整背光亮度。通过设置将随着光敏元件21阻值改变而变化的第一电压信号进行分范围输出的比较电路22，可以使第一电压信号分范围传输至芯片23而非将第一电压信号实时传输至芯片23，进而使芯片23可以分阶段调整背光亮度，解决了现有的背光亮度调整电路会造成背光亮度变化过于频繁的问题。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。

以上对本申请实施例所提供的背光亮度调整电路和电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种背光亮度调整电路，应用于电子设备，其特征在于，包括：

芯片，与所述比较电路的输出端连接，所述芯片用于根据所述比较电路输出的第二电压信号调整背光亮度；

其中，所述比较电路包括多个比较模块，每一所述比较模块分别与所述光敏元件、一个参考电压以及所述芯片连接，不同所述比较模块连接的所述参考电压不同，所述多个比较模块根据所述第一电压信号与多个参考电压的比较进而输出不同的第二电压信号至所述芯片。

2.根据权利要求1所述的背光亮度调整电路，其特征在于，每一所述比较模块包括：

3.根据权利要求2所述的背光亮度调整电路，其特征在于，所述比较电路还包括：

4.根据权利要求3所述的背光亮度调整电路，其特征在于，所述比较电路包括：

第一比较模块，与第一参考电压连接；

5.根据权利要求4所述的背光亮度调整电路，其特征在于，当所述第一电压信号大于所述第一参考电压且小于或等于所述第二参考电压时，所述比较电路包括：

6.根据权利要求4所述的背光亮度调整电路，其特征在于，当所述第一电压信号大于所述第二参考电压且小于或等于所述第三参考电压时，所述比较电路包括：

7.根据权利要求4所述的背光亮度调整电路，其特征在于，当所述第一电压信号大于所述第三参考电压时，所述比较电路包括：

8.根据权利要求1所述的背光亮度调整电路，其特征在于，所述光敏元件的一端与第二电源连接，所述光敏元件的另一端与所述比较电路的输入端连接；

所述背光亮度调整电路还包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示面板；

背光亮度调整电路，与所述显示面板连接，所述背光亮度调整电路用于调节所述显示面板的显示亮度，所述背光亮度调整电路包括如权利要求1-8任一项所述的背光亮度调整电路。