CN201796510U - 一种具光感自适应调整lcd亮度的电子阅读器 - Google Patents

Abstract

一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，包括液晶显示屏，还包括：光传感模块，用于感受环境光亮强度并将光亮强度转换为电压信号；AD转换模块，用于将电压信号采集转换为数字信号；背光驱动模块，内置有背光驱动程序，用于将数字信号转换为脉宽调制信号；驱动芯片，用于驱动发光二极管；发光二极管，用于提供液晶显示屏的背光；光传感模块信号输出端接所述AD转换电路信号输入端，AD转换电路信号输出端接背光驱动模块信号输入端，背光驱动模块将数字信号转换成脉宽调制信号输出到驱动芯片的信号输入端，驱动芯片随输入脉宽调制信号控制发光二极管亮度变化。液晶显示屏亮度随外界光线强度自动调整为合适人眼阅读的亮度，保护视力，成本低。

Description

一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器

技术领域

本实用新型涉及一种电子阅读器，特别涉及一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器。

背景技术

电子阅读器具有结构小巧、方便携带及储存信息量大等优点，为阅读电子书籍、电子文档、电子邮件带来了极大的便利，人们将需要阅读的资料存入电子阅读器中，就可以随时随地进行阅读，十分方便。

目前，市场上出售的电子阅读器，通称电子书，一般采用电子墨水屏，与液晶显示屏(LCD)相比较，电子墨水屏的优势在于容易阅读，电子墨水看起来很像印刷文字，对人眼刺激作用小，阅读起来，它使眼睛更加轻松，而且，电子墨水屏的功耗低，有利于节能环保；但是，电子墨水屏的缺点在于：(1)制作工艺复杂，制造成本较高，难以广泛普及；(2)刷屏的速度慢，造成电子阅读器的功能比较单一，无法有效支持网页浏览和视频播放等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低功耗、低成本、可快速刷屏的具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，进行阅读时，可使液晶显示屏的亮度随外界环境的光线强度自动调整为适宜亮度，确保人眼处于舒适的感知状态。

本实用新型的上述目的可以通过以下方案实现：一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，包括液晶显示屏，其特征在于还包括：

光传感模块，用于感受环境光亮强度并将光亮强度转换为电压信号；

AD转换模块，用于将电压信号采集转换为数字信号；

背光驱动模块，内置有背光驱动程序，用于将数字信号转换为脉宽调制信号；

驱动芯片，用于驱动发光二极管；

发光二极管，用于提供液晶显示屏的背光，即液晶显示屏的亮度；

所述光传感模块的信号输出端接所述AD转换电路的信号输入端，AD转换电路的信号输出端接背光驱动模块的信号输入端，背光驱动模块将数字信号转换成脉宽调制信号PWM输出到所述驱动芯片的信号输入端，驱动芯片随输入的脉宽调制信号控制发光二极管的亮度变化。

本实用新型的光传感模块可以感受外界环境的光亮强度，并将光亮强度转换为电压，经过中间过程的转换，最终将驱动芯片的占空比转换为液晶显示屏的光度，从而实现使用者进行阅读时，液晶显示屏的亮度可随外界环境的光线强度自动调整为合适人眼阅读的适宜亮度，减少人眼的疲劳，保护视力，同时降低电子阅读器的功耗；与具有电子墨水屏的阅读器比较，制造成本显著降低，由于使用的是液晶显示屏，可有效支持网页浏览、视频和动漫播放等功能。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的光传感模块采用光敏电阻。本实用新型所增加的硬件是光敏电阻等少量元件，因此制作成本低；只需要修改背光驱动程序，就能够完成将数字信号转换为脉宽调制信号的目的，修改简单，实现容易。

与现有技术相比，本实用新型具有如下显著的技术效果：

(1)本实用新型采用光传感模块，使用者进行阅读时，可使液晶显示屏的亮度随外界环境的光线强度自动调整为适宜亮度，确保人眼处于舒适的感知状态，防止人眼过度疲劳。

(2)本实用新型仍采用现有的液晶显示屏，与具有电子墨水屏的电子阅读器相比较，本实用新型刷屏速度快，色彩丰富，功能多样，可有效支持网页浏览、视频和动漫播放等功能。

(3)本实用新型根据外界环境光线强度自动调整LCD亮度，可节省电量，降低功耗，同样可实现节能环保的目的。

(4)与具有电子墨水屏的电子阅读器相比较，本实用新型的制作成本大大降低，便于普及和应用。

(5)本实用新型在硬件方面只增加了光传感模块，电路组成结构简单，在行车、户外等环境中使用也都具有良好的视觉效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的工作原理示意图；

图2是本实用新型液晶显示屏亮度随外界环境光亮强度变化的曲线图；

图3是本实用新型经修正后的液晶显示屏亮度随外界环境光亮强度变化的曲线图。

图4是本实用新型的工作流程框图。

具体实施方式

如图1～4所示，本实用新型一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，包括液晶显示屏，光传感模块，用于感受环境光亮强度并将光亮强度转换为电压信号；AD转换模块，用于将电压信号采集转换为数字信号；背光驱动模块，内置有背光驱动程序，用于将数字信号转换为脉宽调制信号；驱动芯片，用于驱动发光二极管；发光二极管，用于提供液晶显示屏的背光，即液晶显示屏的亮度；光传感模块的信号输出端接所述AD转换电路的信号输入端，AD转换电路的信号输出端接背光驱动模块的信号输入端，背光驱动模块将数字信号转换成脉宽调制信号PWM输出到所述驱动芯片的信号输入端，驱动芯片随输入的脉宽调制信号控制发光二极管的亮度变化。在本实施例中，光传感模块采用光敏电阻，其它模块采用现有相近处理功能的通用芯片即可。

在工作过程中，需要建立一个在不同光照条件下，人眼感知液晶显示屏最佳亮度的计算模型，提供一个样本公式L＝f(I)，如L＝12*I。在实际操作中，可与医院眼科合作中取得相关的原始数据，通过拟合，建立阅读时人眼感知最佳的LCD亮度，如图3所示，显示了LCD的最佳亮度与环境光亮强度的函数关系：L＝f(I)。其中，L是阅读时人眼感知LCD的最佳亮度，I为外界环境光亮强度。LCD的最佳亮度用256级表示，外界环境光亮强度用流明表示。

本实用新型的工作原理是：光敏电阻将环境光亮强度转换为电压V1，转换式为F1(x)；电压V1被处理器模块内置的AD转换电路采集为数字信号Dv；数字信号Dv作为背光驱动程序的输入，根据方程式L＝f(I)，将数字信号Dv转换成脉宽调制信号PWM，脉宽调制信号PWM控制LED的驱动芯片IC，将占空比转换成LED的光度变化，作为液晶显示屏LCD的背光，即液晶显示屏的亮度。

在实际操作中，L＝f(I)被整合为一个大方程式L＝F(I)，如图4所示，它包括了光敏电阻、AD转换电路、LED驱动芯片、LED发光、LCD透光等特性曲线修正。

如图1所示，上述具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器的处理方法，包括以下步骤：

(1)启动阅读程序，当阅读程序异常无法进入，系统退出阅读程序；当阅读程序正常启动，调用底层的硬件驱动程序，打开光敏电阻；

(2)通过光敏电阻获取外界环境的光亮强度值；

(3)背光驱动程序根据步骤(2)取得的光亮强度值，计算出液晶显示屏对应的最佳亮度值；

(4)根据步骤(3)得出的液晶显示屏最佳亮度值设置液晶显示屏的亮度。

(5)光敏电阻每隔Δt时间，如1秒左右，采样一次外界环境的光亮强度值；

(6)将步骤(5)得到的环境光亮强度值与前次采样的环境光亮强度值进行对比，当未超过阀值时，转入步骤(3)；当超过阀值时，转入步骤(5)。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型的光传感模块还可以采用其它形式。因此，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (2)

1.一种具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，包括液晶显示屏，其特征在于还包括：

光传感模块，用于感受环境光亮强度并将光亮强度转换为电压信号；

AD转换模块，用于将电压信号采集转换为数字信号；

背光驱动模块，内置有背光驱动程序，用于将数字信号转换为脉宽调制信号；

驱动芯片，用于驱动发光二极管；

发光二极管，用于提供液晶显示屏的背光，即液晶显示屏的亮度；

所述光传感模块的信号输出端接所述AD转换电路的信号输入端，AD转换电路的信号输出端接背光驱动模块的信号输入端，背光驱动模块将数字信号转换成脉宽调制信号PWM输出到所述驱动芯片的信号输入端，驱动芯片随输入的脉宽调制信号控制发光二极管的亮度变化。

2.根据权利要求1所述的具光感自适应调整LCD亮度的电子阅读器，其特征在于：所述的光传感模块采用光敏电阻。

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