CN206628251U

CN206628251U - 一种显示屏的背光自动调节装置

Info

Publication number: CN206628251U
Application number: CN201720271328.6U
Authority: CN
Inventors: 谢升
Original assignee: Shenzhen Prize Technology Co Ltd
Current assignee: Sichuan Kubi Communication Equipment Co ltd
Priority date: 2017-03-20
Filing date: 2017-03-20
Publication date: 2017-11-10
Anticipated expiration: 2027-03-20

Abstract

本实用新型公开了一种显示屏的背光自动调节装置，包括LCM模组、设置在电路板上的处理器和背光控制模块；LCM模组连接处理器和背光控制模块，处理器连接背光控制模块；所述LCM模组检测环境光的亮度并输出对应的光强数据给处理器，处理器根据光强数据输出PWM脉冲信号，背光控制模块根据PWM脉冲信号调整LCM模组的背光亮度。控制显示屏在不同强弱的环境光下自动调节其背光亮度，使背光亮度与环境光匹配以减小对眼睛和身体的伤害，为用户自动提供最佳的背光亮度；从而解决了现有显示屏的背光亮度不能随着环境光的亮度变化而改变的问题。

Description

一种显示屏的背光自动调节装置

技术领域

本实用新型涉及背光技术领域，特别涉及一种显示屏的背光自动调节装置。

背景技术

随着社会的发展以及科技日新月异的创新变革进步，智能化产品引领着科技发展的前沿，智能化的强大功能给用户带来了极其方便的操作性。在工作、生活中，计算机已经成为人们工作、学习与娱乐不可缺少的高科技产品之一。随着计算机的普及，人们的日常工作越来越需要借助于计算机来完成。由于人们需要长时间盯着显示屏，而使用电脑时、不论是在白天还是夜晚，设置的显示屏的背光亮度都是一样的，人们基本都没习惯根据环境光的变化手动调节背光亮度。背光亮度也不能自动随着环境光的亮度变化而对应改变。因环境光线有差异，对眼睛影响比较大，这样长期在背光亮度与环境光的不匹配的情况下盯着显示屏，容易出现眼睛干涩胀痛、头晕眼花等不适症状，不利人们的身健康，影响工作效率。

因此有必要对现有技术进行改进。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种显示屏的背光自动调节装置，以解决现有显示屏的背光亮度不能随着环境光的亮度变化而改变的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种显示屏的背光自动调节装置，其包括LCM模组、设置在电路板上的处理器和背光控制模块；

所述LCM模组检测环境光的亮度并输出对应的光强数据给处理器，处理器根据光强数据输出PWM脉冲信号，背光控制模块根据PWM脉冲信号调整LCM模组的背光亮度；

所述LCM模组连接处理器和背光控制模块，处理器连接背光控制模块。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述LCM模组的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚分别与处理器的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚一对一连接；LCM模组的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块的第一输出端，LCM模组的LCD_PWM脚连接背光控制模块的第二输出端；处理器的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块的电源端，处理器的LCD_PWM脚连接背光控制模块的控制端；LCM模组的GND1脚、GND2脚和处理器的GND1脚、GND2脚均接地。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述LCM模组包括第一光线传感器；所述第一光线传感器的LEDA脚连接第一光线传感器的VDD脚和处理器的VIO28_PMU脚，第一光线传感器的NC脚连接第一光线传感器的LDR脚；第一光线传感器的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器的EINT_A脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述LCM模组还包括第二光线传感器；所述第二光线传感器的LEDA脚连接第二光线传感器的VDD脚和处理器的VIO28_PMU脚，第二光线传感器的NC脚连接第二光线传感器的LDR脚；第二光线传感器的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器的EINT_B脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述第一光线传感器和的第二光线传感器型号为STK3311-A。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述背光控制模块包括背光芯片、电感、二极管和电阻；所述背光芯片的VIN脚连接电感的一端和处理器的VBAT_3.3V脚；电感的另一端连接背光芯片的LX脚和二极管的正极，二极管的负极连接LCM模组的VBAT_3.3V脚和LCM模组的VBAT1_3.3V脚；背光芯片的EN脚连接处理器的LCD_PWM脚；背光芯片的FB脚连接电阻的一端和LCM模组的LCD_PWM脚；电阻的另一端和背光芯片的GND脚均接地。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述背光控制模块还包括第一电容和第二电容；所述第一电容的一端连接背光芯片的VIN脚，第二电容的一端连接二极管的负极和LCM模组的VBAT_3.3V脚，第一电容的另一端和第二电容的另一端均接地。

所述的显示屏的背光自动调节装置中，所述背光芯片的型号为ET5120A。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种显示屏的背光自动调节装置，包括LCM模组、设置在电路板上的处理器和背光控制模块；LCM模组连接处理器和背光控制模块，处理器连接背光控制模块；所述LCM模组检测环境光的亮度并输出对应的光强数据给处理器，处理器根据光强数据输出PWM脉冲信号，背光控制模块根据PWM脉冲信号调整LCM模组的背光亮度。控制显示屏在不同强弱的环境光下自动调节其背光亮度，使背光亮度与环境光匹配以减小对眼睛和身体的伤害，为用户自动提供最佳的背光亮度；从而解决了现有显示屏的背光亮度不能随着环境光的亮度变化而改变的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的显示屏的背光自动调节装置的结构框图。

图2为本实用新型提供的显示屏的背光自动调节装置的电路图。

图3为本实用新型提供的显示屏的背光自动调节装置中第一光线传感器的电路图。

图4为本实用新型提供的显示屏的背光自动调节装置中第二光线传感器的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种显示屏的背光自动调节装置，广泛适用于电子产品，如智能手机，IPAD，液晶电视机，电脑显示器等的显示屏上的运用；其能控制显示屏在不同强弱的环境光下能自动调节其背光亮度，以便长时间工作时眼睛得到最大防护。为使本实用新型的目的、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实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参阅图1和图2，本实用新型提供的一种显示屏的背光自动调节装置包括LCM（LCD Module）模组10、设置在电路板上的处理器20和背光控制模块30。LCM模组10与处理器20、背光控制模块30电连接，处理器20与背光控制模块30电连接。所述LCM模组10检测环境光的亮度并输出对应的光强数据给处理器20，处理器20根据光强数据输出PWM脉冲信号，背光控制模块30根据PWM脉冲信号调整LCM模组10的背光亮度。这样即可控制显示屏在不同强弱的环境光下自动调节其背光亮度，使背光亮度与环境光匹配以减小对眼睛和身体的伤害，为用户自动提供最佳的背光亮度。

本实施例提供的LCM模组中增加了光线传感器来检测环境光的亮度。在具体实施时，可在显示屏左右或上方选择一个取光点较好的位置放置光线传感器。本实施例对光线传感器的个数不作限定，较佳为两个，分别设置在显示屏背面的左右两边，以获取显示屏周围比较全面的环境光，又不会受到显示屏正面背光的亮度影响。应当理解的是，光线传感器还可以使用其他具有环境光强度检测的传感器，此处对传感器的类型不作限定。

基于光线传感器设置在LCM模组10内，则利用现有LCM模组排线中预留的引脚作为光线传感器的输入输出脚。以光线传感器为2个为例。如图2所示，LCM模组10的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚分别与处理器20的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚一对一连接。LCM模组10的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块30的第一输出端Out1，LCM模组10的LCD_PWM脚连接背光控制模块30的第二输出端Out2。处理器20的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块30的电源端Vin，处理器20的LCD_PWM脚连接背光控制模块30的控制端Ctl。LCM模组10的GND脚、GND1脚、GND2脚和处理器20的GND脚、GND1脚、GND2脚均接地。

其中，处理器20（如CPU，型号为高通MSM8255T）的VIO28_PMU脚和VIO18_PMU脚为供电脚，分别输出第一电压VIO28_PMU给LCM模组10内的两个光线传感器供电，输出第二电压VIO18_PMU给LCM模组10供电。LCM模组10的EINT_A脚为一个光线传感器的输出脚，EINT_B脚为另一个光线传感器的输出脚，这两个脚上的信号为中断信号（电压从低变高或从高变低）；SCL脚和SDA脚用于输出光强数据，在EINT_A脚和EINT_B脚上的中断信号有效时，采集此时SCL脚和SDA脚上的数据并输出给处理器。处理器20的LCD_RST脚~LCD_MIPI2_N脚为LCD应用数据通讯脚，其与LCM模组10的对应脚连接，传输现有的显示数据。处理器20的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚为供电脚，输出电池电压VBAT对背光控制模块30供电。处理器20的LCD_PWM脚为LCD背光输出脉冲脚，输出PWM脉冲信号给背光控制模块30。LCM模组10的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚为背光正极LED+，GND2脚和LCD_PWM脚为背光负极LED-；背光控制模块30的两个输出端（Out1和Out2）输出相应的电压调整背光的亮度。

请一并参阅图3，本实施例中，所述光线传感器的型号为STK3311-A。若设置一个光线传感器，则第一光线传感器U1的LEDA脚连接第一光线传感器U1的VDD脚和处理器20的VIO28_PMU脚，第一光线传感器U1的NC脚连接第一光线传感器U1的LDR脚；第一光线传感器U1的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器20的EINT_A脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

若增加一个光线传感器，则使用处理器20中预留的引脚，请一并参阅图4，所述第二光线传感器U2的LEDA脚连接第二光线传感器U2的VDD脚和处理器20的VIO28_PMU脚，第二光线传感器U2的NC脚连接第二光线传感器U2的LDR脚；第二光线传感器U2的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器20的EINT_B脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

需要理解的是，LCM模组内还有其他结构为现有技术，此处仅阐述本实施例的改进点（即光线传感器）的连接关系。若有多个光线传感器，则其SCL脚均连接LCM模组的SCL脚（也连接处理器20的SCL脚），若干个光线传感器的SDA脚均连接LCM模组的SDA脚（也连接处理器20的SDA脚）。SCL脚、SDA脚中可同时传输多个I2C数据（如SCL1、SCL2、SDA1、SDA2）。LCM模组10和处理器20的引脚名称可在生产时自定义，本实施例中，LCM模组10与处理器20之间相互连接的引脚名相同，传输的信号的名称相同，这样方便信号对应引脚的查询和调试。

请继续参阅图2，所述背光控制模块30包括背光芯片U0（型号为ET5120A）、电感L1（参数较佳为10uH 1.2MM）、二极管D1和电阻R1；所述背光芯片U0的VIN脚（即背光控制模块30的电源端Vin）连接电感L1的一端和处理器20的VBAT_3.3V脚；电感L1的另一端连接背光芯片U0的LX脚和二极管D1的正极，二极管D1的负极（即背光控制模块30的第一输出端Out1）连接LCM模组10的VBAT_3.3V脚和LCM模组10的VBAT1_3.3V脚；背光芯片U0的EN脚连接处理器20的LCD_PWM脚；背光芯片U0的FB脚（即背光控制模块30的第二输出端Out2）连接电阻R1的一端和LCM模组10的LCD_PWM脚；电阻R1的另一端和背光芯片U0的GND脚均接地。背光芯片U0根据输入的PWM脉冲信号LCD_PWM输出对应压值的电压至背光正负极，以调整背光的亮度。二极管D1用于整流，对背光正极输出直流电压。

进一步实施例中，所述背光控制模块30还包括第一电容C1（容值较佳为4.7uF）和第二电容C2（容值较佳为1uF）；所述第一电容C1的一端连接背光芯片U0的VIN脚，第二电容C2的一端连接二极管D1的负极和LCM模组10的VBAT_3.3V脚，第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端均接地。第一电容C1和第二电容C2用于滤波抗干扰。

请继续参阅图2和图3，所述背光自动调节装置的工作原理为：

开机后处理器20对LCM模组10供电，并通过LCD应用数据通讯脚输出相应的数据信号（LCD_RST、LCD_ID、LCM_CLK_N、LCM_CLK_P、LCM_MIPI1_P、LCM_MIPI1_N、LCM_MIPI2_P、LCM_MIPI2_N）与LCM模组10进行数据交互，显示屏开始工作。光线传感器开始运行工作，对周围环境光的亮度进行检测读取。

光线传感器读取出的光线强度值并进行AD转换，AD转换输出的数据经过I2C数据线（数据为两组SCL1和SDA1，SCL2和SDA2，不同位置检测到的外部环境光的强度值）上报到处理器20。

处理器20根据光线传感器上报的光线强度值进行换算（若有多个光线传感器则取其平均值），输出对应占空比的PWM脉冲信号LCD_PWM。背光芯片U0根据PWM脉冲信号LCD_PWM输出对应压值的电压至背光正负极LED±进行调节，根据周围环境光线的亮度匹配出比较适合人们眼睛的背光亮度。本实施例的环境光亮度与背光成反比，即环境光较亮时将背光调暗，环境光较暗时将背光调亮。占空比越大则背光越亮，占空比越小则背光越暗。

综上所述，本实用新型提供的显示屏的背光自动调节装置，在比较明亮的环境下，适当降低背光亮度，使显示屏不会高亮出让人剌眼难受，大大减少对眼睛的伤害还使用户看着更加舒服；进一步地还能节省显示屏LED灯的功耗，延长LDE灯的使用寿命，减少电源的损耗。在环境较暗时调亮背光，使用户看显示屏更加清楚，减少眼睛疲劳，降低对眼睛的伤害。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型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实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，包括LCM模组、设置在电路板上的处理器和背光控制模块；

2.根据权利要求1所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述LCM模组的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚分别与处理器的VIO28_PMU脚、VIO18_PMU脚、EINT_A脚、EINT_B脚、SCL脚、SDA脚、LCD_RST脚、LCD_ID脚、LCM_CLK_N脚、LCM_CLK_P脚、LCD_MIPI1_P脚、LCD_MIPI1_N脚、LCD_MIPI2_P脚、LCD_MIPI2_N脚一对一连接；LCM模组的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块的第一输出端，LCM模组的LCD_PWM脚连接背光控制模块的第二输出端；处理器的VBAT_3.3V脚和VBAT1_3.3V脚均连接背光控制模块的电源端，处理器的LCD_PWM脚连接背光控制模块的控制端；LCM模组的GND1脚、GND2脚和处理器的GND1脚、GND2脚均接地。

3.根据权利要求2所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述LCM模组包括第一光线传感器；所述第一光线传感器的LEDA脚连接第一光线传感器的VDD脚和处理器的VIO28_PMU脚，第一光线传感器的NC脚连接第一光线传感器的LDR脚；第一光线传感器的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器的EINT_A脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

4.根据权利要求3所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述LCM模组还包括第二光线传感器；所述第二光线传感器的LEDA脚连接第二光线传感器的VDD脚和处理器的VIO28_PMU脚，第二光线传感器的NC脚连接第二光线传感器的LDR脚；第二光线传感器的INT脚、SCL脚、SDA脚分别与处理器的EINT_B脚、SCL脚、SDA脚一对一连接。

5.根据权利要求4所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述第一光线传感器和的第二光线传感器型号为STK3311-A。

6.根据权利要求3或4所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述背光控制模块包括背光芯片、电感、二极管和电阻；所述背光芯片的VIN脚连接电感的一端和处理器的VBAT_3.3V脚；电感的另一端连接背光芯片的LX脚和二极管的正极，二极管的负极连接LCM模组的VBAT_3.3V脚和LCM模组的VBAT1_3.3V脚；背光芯片的EN脚连接处理器的LCD_PWM脚；背光芯片的FB脚连接电阻的一端和LCM模组的LCD_PWM脚；电阻的另一端和背光芯片的GND脚均接地。

7.根据权利要求6所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述背光控制模块还包括第一电容和第二电容；所述第一电容的一端连接背光芯片的VIN脚，第二电容的一端连接二极管的负极和LCM模组的VBAT_3.3V脚，第一电容的另一端和第二电容的另一端均接地。

8.根据权利要求6所述的显示屏的背光自动调节装置，其特征在于，所述背光芯片的型号为ET5120A。