DE112019003889T5 - Umgebungslichtsensorik - Google Patents

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Abstract

Ein Gerät enthält einen Anzeigebildschirm, einen Umgebungslichtsensor, der hinter dem Anzeigebildschirm angeordnet ist, und eine elektronische Steuereinheit. Eine Integrationszeit des Umgebungslichtsensors ist unsynchronisiert zu einer Bildfrequenz des Anzeigeschirms. Die elektronische Steuereinheit ist betreibbar, um eine Helligkeit des Anzeigeschirms basierend auf einem Tastverhältnis eines PWM-Austastsignals zu steuern, wobei mindestens eine AUS-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig innerhalb einer ersten Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors auftritt und wobei mindestens eine andere Integrationsperioden-EIN-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig während einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals auftritt. Die elektronische Steuereinheit ist ferner betreibbar, um Abtastwerte eines Ausgangs des Umgebungslichtsensors zu erfassen, um einen höchsten Wert und einen niedrigsten Wert aus einer aufeinanderfolgenden Gruppe der Abtastwerte zu identifizieren und um eine Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten Wertes und des niedrigsten Wertes zu schätzen.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG(EN)
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/713,851 , eingereicht am 2. August 2018. Der Inhalt der früheren Anmeldung wird hier durch Bezugnahme aufgenommen.
  • BEREICH DER OFFENLEGUNG
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf Systeme zur Erfassung von Umgebungslicht.
  • HINTERGRUND
  • Ein aktueller Trend im Industriedesign von Smartphones besteht darin, die Bildschirmfläche zu maximieren, indem die Rahmenbreite reduziert und der verbleibende Rahmenbereich entrümpelt wird, indem Öffnungen für optische Sensoren und andere Löcher für Mikrofone, Lautsprecher und/oder Fingerabdrucklesegeräte entfernt werden. Auf der anderen Seite gibt es auch einen Trend, die Anzahl der optischen Sensoren für zusätzliche Funktionalität zu erhöhen. So können z. B. Umgebungslichtsensoren (ALS) vorgesehen werden, um die Anpassung der Bildschirmhelligkeit an die Umgebungsbeleuchtung zu erleichtern, damit das Display scharf und gut lesbar erscheint und gleichzeitig die den Gesamtenergieverbrauch des Displays.
  • Ein weiterer Trend auf dem Smartphone-Markt ist die Einführung von organischen, lichtemittierenden Displays (OLEDs). Dieser Trend schafft die Möglichkeit, die ALS vom Rahmen des Smartphones an eine Position unter der OLED zu verlegen. OLEDs sind in der Regel lichtundurchlässig, was in erster Linie auf eine Schutzfolie auf ihrer Rückseite zurückzuführen ist. Diese Folie kann in einem sehr kleinen Bereich entfernt werden, damit das Umgebungslicht durch die verbleibenden Schichten der OLED dringen kann, um die ALS zu erreichen. Allerdings ist die OLED auch nach dem Entfernen der Folie nicht sehr lichtdurchlässig, so dass ein sehr empfindlicher Sensor erforderlich ist, um die Erkennung von Umgebungslicht zu ermöglichen. Es gibt eine weitere Komplikation, die die Erkennung von Umgebungslicht durch eine OLED zu einer technischen Herausforderung macht. Ein ALS-Sensor erfasst nicht nur das Umgebungslicht (z. B. Hintergrundlicht, Sonnenlicht usw.), das durch das Display fällt, sondern auch das vom Display selbst erzeugte Licht. Daher schwankt die vom ALS gesteuerte Display-Helligkeit mit den Helligkeitsänderungen der Pixel direkt über dem Sensor. Solche Schwankungen sind unerwünscht.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Diese Offenbarung beschreibt tragbare Computergeräte und andere Vorrichtungen, die ein Umgebungslichtsensorsystem enthalten. Die in dieser Offenbarung beschriebenen Techniken können besonders vorteilhaft für Situationen sein, in denen der Umgebungslichtsensor hinter einem Anzeigebildschirm eines Host-Geräts angeordnet ist, so dass das vom Sensor erfasste Umgebungslicht durch die lichtemittierende Anzeige geht, bevor es vom Sensor erfasst wird.
  • In einem Aspekt beschreibt die vorliegende Offenbarung beispielsweise eine Vorrichtung, die einen Anzeigebildschirm, einen hinter dem Anzeigebildschirm angeordneten Umgebungslichtsensor und eine elektronische Steuereinheit umfasst. Eine Integrationszeit des Umgebungslichtsensors ist unsynchronisiert zu einer Bildwiederholrate des Anzeigeschirms. Die elektronische Steuereinheit ist betreibbar, um eine Helligkeit des Anzeigeschirms basierend auf einem Tastverhältnis eines PWM-Austastsignals zu steuern, wobei mindestens eine AUS-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig innerhalb einer ersten Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors auftritt und wobei mindestens eine andere Integrationsperioden-EIN-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig während einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals auftritt. Die elektronische Steuereinheit ist ferner betreibbar, um Abtastwerte eines Ausgangs des Umgebungslichtsensors zu erfassen, um einen höchsten Wert und einen niedrigsten Wert aus einer aufeinanderfolgenden Gruppe der Abtastwerte zu identifizieren und um eine Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten Wertes und des niedrigsten Wertes abzuschätzen.
  • Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch ein Verfahren, das das Erfassen von Abtastwerten eines Ausgangs eines Umgebungslichtsensors umfasst, der hinter einem Anzeigeschirm angeordnet ist, dessen Helligkeit durch einen Arbeitszyklus eines Austast-PWM-Signals steuerbar ist, wobei eine Integrationszeit des Umgebungslichtsensors nicht mit einer Bildfrequenz des Anzeigeschirms synchronisiert ist. Das Verfahren umfasst auch das Identifizieren eines höchsten Wertes und eines niedrigsten Wertes aus einer Gruppe von aufeinanderfolgenden der Abtastwerte und das Schätzen einer Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten Wertes und des niedrigsten Wertes.
  • Einige Implementierungen umfassen eines oder mehrere der folgenden Merkmale. Zum Beispiel kommen in einigen Fällen die PWM-Austastwellenform und die Integrationszeit innerhalb einer Periode Pb in und aus der Phase, so dass PWTIME = Pb / [(Pb/PPWM) - 1], wobei PWTIME eine Summe der Integrationszeit und einer Verzögerung vor dem Start einer nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors ist, und wobei PPWM eine Periode des PWM-Austastsignals ist.
  • In einigen Implementierungen kann die elektronische Steuereinheit die Größe des Umgebungslichtsignals auch auf der Grundlage einer Dauer einer Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors und einer AUS-Zeit des PWM-Austastsignals schätzen. In einigen Fällen ist die Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors kleiner oder gleich einer Differenz zwischen einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor dem Start der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors. Weiterhin ist in einigen Fällen die Integrationszeit des Umgebungslichtsensors größer als eine Summe aus der AUS-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor dem Start der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors.
  • Die elektronische Steuereinheit kann eine Helligkeit des Bildschirms zumindest teilweise auf der Grundlage der geschätzten Größe des Umgebungslichtsignals einstellen.
  • Die vorliegenden Techniken können z. B. in asynchronen Systemen vorteilhaft sein, in denen die Integrationszeit des Umgebungslichtsensors nicht mit der Bildwiederholrate des Bildschirms synchronisiert sein muss. In einigen Fällen kann die Abtastfrequenz geringfügig von der Bildwiederholrate des Bildschirms abweichen, wodurch die Integrationszeit des Sensors über einen relativ kurzen Zeitraum mit der PWM-Austastzeit des Bildschirms in und aus der Phase kommen kann. Diese Funktion wiederum kann es ermöglichen, die Abtastzeit fast auf die gesamte Bildschirm-AUS-Zeit zu erhöhen.
  • Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 veranschaulicht verschiedene Merkmale eines Host-Geräts, das einen Umgebungslichtsensor hinter einem Bildschirm enthält.
    • 2 zeigt ein Beispiel für eine Ansteuerungsschaltung für eine organische Leuchtanzeige.
    • 3 zeigt ein Beispiel für ein PWM-Austastsignal.
    • 4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines Umgebungslichtsignals.
    • 5 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems.
    • 6 zeigt ein Beispiel für eine Anrufsequenz.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Host-Gerät 10, wie z. B. ein tragbares Computergerät (z. B. ein Smartphone, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Laptop oder ein Wearable), einen Bildschirm 12 vom OLED-Typ oder einen anderen Bildschirm, der direkt unter einem Frontglas 20 angeordnet sein kann. Ein Umgebungslichtsensor (ALS) 14 ist direkt unter einem Teil des Bildschirms 12 angeordnet und kann Umgebungslicht (z. B. Sonnenlicht oder anderes Hintergrundlicht) erfassen. Der ALS 14 kann auch Licht erfassen, das durch den Bildschirm 12 selbst erzeugt wird. Der ALS 14 kann eine oder mehrere Fotodioden oder andere Lichtsensorelemente umfassen, von denen jedes für eine entsprechende Wellenlänge oder einen Bereich von Wellenlängen empfindlich ist, die sich voneinander unterscheiden können. Eine elektronische Steuereinheit (ECU) 16 ist in der Lage, Signale von der ALS 14 zu empfangen, zu verarbeiten und zu analysieren und die Helligkeit des Bildschirms 12 zu steuern. Die ECU 16 kann z. B. ein Prozessor für den Sensor-Hub oder ein anderer Prozessor im tragbaren Computergerät 10 sein.
  • Die Gesamthelligkeit der OLED kann z. B. entweder durch PWM-Modulation jedes Pixels mit einem Transistor in Reihe mit dem Pixel oder durch die Einstellung des Gesamtstrombereichs, der jedes Pixel ansteuern kann, gesteuert werden. 2 zeigt ein Beispiel für eine OLED-Ansteuerungsschaltung für ein einzelnes OLED-Pixel. Der Strom, der jedes Pixel ansteuert, und damit die Helligkeit jedes Pixels, wird von einem ersten Transistor TFT1 in Abhängigkeit von der im Kondensator C1 gespeicherten Ladung gesteuert. Bevor jedes Pixel eingeschaltet wird, wird der Kondensator C1 auf den entsprechenden Pegel, VDATA, aufgeladen, indem die Spannung SCAN1 auf low gesetzt wird. Sobald die Spannung SCAN2 hoch wird, schaltet sich ein zweiter Transistor TFT2 ein und ermöglicht den Stromfluss durch das OLED-Pixel, wie er vom ersten Transistor TFT1 moduliert wird. Die Spannung SCAN2 wird auch verwendet, um die PWM-Modulation anzuwenden, um die Gesamthelligkeit der Anzeige zu reduzieren, indem eine Rechteckwellenform mit einem Vielfachen der periodischen Anzeigebildrate (z. B. ein Vielfaches von 60 Hz) angelegt wird. Das Tastverhältnis der Rechteckwelle legt die Display-Helligkeit fest. Je höher das Tastverhältnis, desto länger ist das PWM-Austastsignal EIN (d. h. ein digitales High-Signal).
  • Im Prinzip kann das Umgebungslichtsignal bestimmt werden, indem der Lichtbeitrag des Bildschirms geschätzt und dieser Wert vom gesamten gemessenen Lichtsignal (d. h. einem Signal, das die Summe des Umgebungslichts und des Lichts des Bildschirms darstellt) subtrahiert wird. Wenn das Tastverhältnis des PWM-Austastsignals relativ niedrig ist (z. B. weniger als 40 % in einigen Fällen), kann die Ausschaltzeit des PWM-Signals lang genug sein, um die gesamte Probe während der Ausschaltzeit zu erfassen. Wenn jedoch das Tastverhältnis relativ hoch ist (z. B. 40 % oder höher in einigen Fällen), wird die Abtastung eines Ausgangs von der ALS 14 während der Tastverhältnis-Aus-Zeit schwieriger, da die Austast-Aus-Zeit des PWM-Signals relativ kurz ist. Außerdem führt die Verwendung einer kürzeren Integrationszeit zur Erfassung der Ausgangssignale des Sensors tendenziell zu weniger zuverlässigen Abtastungen.
  • Die vorliegende Offenbarung beschreibt asynchrone Techniken und Systeme, die eine Entkopplung des Umgebungslichtanteils von der Bildschirmhelligkeit ermöglichen. Asynchroner Betrieb bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Integrationszeit des ALS-Sensors 14 nicht mit der Bildwiederholrate des Bildschirms synchronisiert werden muss. 3 zeigt ein Beispiel für ein PWM-Austastsignal 100, das eine AUS-Zeit 102 und eine EIN-Zeit 104 hat. Eine Gruppe von aufeinanderfolgenden Integrationszeiten 106 für den Umgebungslichtsensor 14 sind in 3 mit 1 bis 9 beschriftet.
  • Die vorliegende Offenlegung beschreibt Techniken, die eine Abtastfrequenz verwenden, die sich geringfügig von der Bildwiederholrate des Displays unterscheidet. Diese Eigenschaft bedeutet, dass die Integrationszeit mit der PWM-Austastzeit des Displays über einen relativ kurzen Zeitraum in und aus der Phase kommt und ermöglicht es, die Abtastzeit auf fast die volle Display-Aus-Zeit zu erhöhen. Um sicherzustellen, dass die PWM-Austastwellenform und die Integrationszeit innerhalb einer Periode Pb in und aus der Phase kommen, kann die folgende Beziehung angewendet werden: PWTIME = Pb/ [ ( Pb/PPWM ) − 1 ]
    Figure DE112019003889T5_0001
    wobei PWTIME die Summe aus der Integrationszeit des Sensors und einer Verzögerung (z. B. Wartezeit) vor dem Beginn der nächsten Integrationszeit des Sensors ist, und wobei PPWM die PWM-Austastperiode ist. In einigen Implementierungen wird die Periode PWTIME von einem Register gespeichert und eingestellt. In einigen Fällen beträgt z. B. die Verzögerungszeit vom Ende einer Integrationsperiode bis zum Beginn der nächsten Integrationsperiode 0,2777 ms. Dieser Wert kann bei anderen Implementierungen abweichen.
  • Zusätzlich zu der vorgenannten Einschränkung der Gleichung 1 sollte mindestens eine Integrationszeit 106 vollständig innerhalb der PWM-EIN-Zeit 104 liegen. Daher sollte die Integrationszeit 106 des Sensors kleiner oder gleich der Differenz zwischen der PWM-EIN-Zeit und der Verzögerung vor dem Beginn der nächsten Integrationszeit des Sensors sein. Die während dieser Integrationszeit erfasste Probe misst die Summe des Umgebungslichts (A) und des Bildschirmlichts (D). Außerdem sollte mindestens eine PWM-Aus-Zeit 102 vollständig innerhalb einer weiteren Integrationszeit 106 liegen. Die Integrationszeit 106 des Sensors sollte also größer sein als die Summe aus der PWM-AUS-Zeit und der Verzögerung bis zum Beginn der nächsten Integrationszeit des Sensors. Angenommen, die PWM-Periode beträgt 4,167 ms und das Tastverhältnis 90 %, dann würde die PWM-EIN-Zeit etwa 3,75 ms betragen. Nehmen wir weiter an, dass die Verzögerungszeit vom Ende einer Integrationszeit bis zum Beginn der nächsten Integrationszeit des Sensors 0,2777 ms beträgt, dann erfüllt eine Integrationszeit von (3,75 ms - 0,2777 ms) = 3,472 ms beide der oben genannten Bedingungen.
  • Das Steuergerät 16 kann die Umgebungshelligkeit (Aambient) z. B. anhand der folgenden Beziehung berechnen: Umgebung = [ WERT_H/ ( Integrationszeit ) ] − [ ( WERT_H-WERT_L ) / ( Austastzeit AUS ) ] .
    Figure DE112019003889T5_0002
  • Die Integrationszeit kann z. B. durch eine Software eingestellt werden, die den ALS-Sensor 14 ansteuert. Die Ausblendzeit AUS kann z. B. wie folgt berechnet werden: Ausblendzeit AUS = ( 1 − d ) ∗ ( 1/f ) ,
    Figure DE112019003889T5_0003
    wobei d das Tastverhältnis und f die PWM-Frequenz (d.h. die Inverse von PPWM) ist (z.B. 240 Hz). Das Steuergerät 16 kann die Werte für d und f z.B. aus einer Nachschlagetabelle oder mit Hilfe einer Gleichung erhalten, die auf Display-Helligkeitswerten basiert, die vom Betriebssystem für das Host-Gerät (z. B. Smartphone), in das der Sensor 14 integriert ist, gespeichert wurden. VALUE_H und VALUE_L sind Messwerte, die weiter unten beschrieben werden.
  • Die ECU 16 ist in der Lage, die integrierten Signale aus dem ALS 14 auszulesen und die abgetasteten Signale z. B. in einem Array im Speicher (z. B. RAM) 18 zu speichern. Das Steuergerät 16 ist ferner in der Lage, den höchsten und den niedrigsten gespeicherten Wert, VALUE_H bzw. VALUE_L, zu identifizieren. Der höchste Wert (VALUE_H) entspricht einer Abtastung, bei der das Ausblendungs-PWM-Signal während der gesamten Integrationsperiode eingeschaltet war. Dieser Wert entspricht also der Integration des ALS-Signals nur während der Ausblendungs-EIN-Periode (d.h. als der Bildschirm EIN war). Der höchste Wert repräsentiert also eine Kombination aus dem Umgebungslichtsignal und dem Licht des Bildschirms. Im Gegensatz dazu entspricht der niedrigste Wert (WERT_L) einer Abtastung, bei der die Integrationsperiode die Gesamtheit einer Tastverhältnis-Aus-Zeit des Blanking-PWM-Signals umfasste (d. h. eine Integrationsperiode, während der das Blanking-PWM-Signal zumindest für einen Teil der Integrationsperiode niedrig war).
  • Mit den Werten für die Integrationszeit und die Ausblendzeit sowie den Messwerten WERT_H und WERT_L kann das Steuergerät 16 das gesamte Umgebungslichtsignal über eine Integrationsperiode 100 ermitteln. Dieser Wert kann durch die Dauer der Integrationsperiode 100 geteilt werden, um die Größe (d. h. Lux) des Umgebungslichtsignals zu erhalten.
  • Das Steuergerät 16 kann die Größe des Umgebungslichtsignals nutzen, um die Helligkeit des Bildschirms so einzustellen, dass die Anzeige scharf und gut lesbar erscheint, während gleichzeitig der Gesamtenergieverbrauch des Displays reduziert wird. Auf diese Weise kann die Helligkeit des Bildschirms in einigen Fällen sehr genau auf der Grundlage der Umgebungsbeleuchtung eingestellt werden.
  • In einigen Fällen liest und speichert das Steuergerät 16 N (z. B. sechzehn) aufeinanderfolgende Abtastwerte in dem Array im Speicher 18 und identifiziert dann die hohen und niedrigen Werte (VALUE_H und VALUE_L) nach dem Speichern der N Abtastwerte. Das Steuergerät 16 führt diesen Prozess dann wiederholt durch und passt die Helligkeit des Bildschirms entsprechend der berechneten Größe des Umgebungslichts an. In anderen Fällen verwendet das Steuergerät 16 ein gleitendes Array, bei dem das älteste Sample aus dem Array entfernt wird und das jüngste Sample dem Array hinzugefügt wird. In dieser Betriebsart kann das Steuergerät 16 die hohen und niedrigen Werte (WERT_H und WERT_L) bestimmen, wenn jeder neue Abtastwert gemessen und gespeichert wird. Die Helligkeit des Anzeigebildschirms 12 kann dann unter der Kontrolle des Steuergeräts 16 je nach Bedarf häufiger aktualisiert werden.
  • Wie in 4 angedeutet, beschreibt die vorliegende Offenbarung ein Verfahren, das das Erfassen von Abtastwerten eines Ausgangs eines Umgebungslichtsensors in einem asynchronen System umfasst, in dem die Integrationszeit des Sensors nicht mit der Bildwiederholfrequenz des Bildschirms synchronisiert sein muss und in dem der Sensor hinter einem Bildschirm angeordnet ist, dessen Helligkeit durch einen Arbeitszyklus eines Austast-PWM-Signals (150) steuerbar ist. Das Verfahren umfasst das Identifizieren eines höchsten Wertes und eines niedrigsten Wertes aus einer Gruppe von aufeinanderfolgenden der Abtastwerte (152) und das Schätzen einer Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten Wertes und des niedrigsten Wertes (154).
  • 5 veranschaulicht weitere Details gemäß einigen Implementierungen. Wie in 5 dargestellt, umfasst ein Sensor-Hub 200 einen Treiber 204, der das ALS 14 steuert, das über einen Bus 206 (z. B. einen 400-kbit/s-Bus) mit dem Treiber 204 gekoppelt sein kann. Lux-Informationen werden innerhalb des Sensor-Hub-Treibers 204 berechnet.
  • Verschiedene Software-Stacks können über den Sensor-Hub 200 und den Anwendungsprozessor 202 bereitgestellt werden, der im dargestellten Beispiel einen Kernel-Space 208 und einen User-Space 210 umfasst. Der Kernel-Space 208 kann einen Treiber 212 enthalten, der als Master zur Steuerung des Sensor-Hubs 200 dient, sowie einen Display-Treiber 214. Der Benutzerraum 210 umfasst eine Hardware-Abstraktionsschicht (HAL) 216, eine Rahmenschicht 218 mit einem Sensor-Manager und eine Anwendungsschicht 220.
  • Die Lux-Daten können vom Sensor-Hub 200 über den Treiber 204 und ein Sensor-Hub-Framework (d. h. einen Software-Stack, in den der Treiber 204 eingesteckt wird) an das HAL 216 auf dem Anwendungsprozessor 202 gesendet werden. Der Benutzerbereich des Anwendungsprozessors 210 enthält einen Display-Manager 222, der die Lux-Messwerte zur Bestimmung der Display-Helligkeit verwenden kann.
  • In einigen Implementierungen implementiert der Sensor-Hub-Treiber 204 Interrupts oder Timer, um Hardware-Analog-Digital-Kanaldaten (ADC) zu verarbeiten. Wie oben erwähnt, kann das Sensor-Hub-Framework Lux an den Anwendungsprozessor melden, ebenso wie ADC-Kanaldaten, Integrationszeit und Verstärkungseinstellungen. Vorzugsweise ist der Sensor-Hub-Treiber 204 in der Lage, Konfigurationsparameter während der Initialisierung zu akzeptieren, um Systemunterschiede zu unterstützen.
  • Der Display-Manager 222 sollte in der Lage sein, Lux-Daten aus dem Sensor-Manager in der Rahmenschicht 218 zu lesen. Der Display-Manager 222 sollte auch in der Lage sein, den aktuellen Helligkeitswert des Displays zu ermitteln, Lux zu Helligkeit zu berechnen (oder eine Schnittstelle für den Zugriff auf einen Lux-Helligkeits-Algorithmus zu implementieren) und den Helligkeitswert des Displays einzustellen. Vorzugsweise ist der Lux-zu-Helligkeit-Algorithmus in der Lage, Konfigurationsparameter während der Initialisierung zu akzeptieren, um Systemunterschiede zu unterstützen.
  • 6 zeigt ein Beispiel für eine Aufrufsequenz mit Interrupts für das System von 5. In diesem Beispiel wird der Sensor-Hub-Treiber 204 registriert und führt seine Initialisierungssequenz aus, die die ALS-Sensorhardware konfiguriert. Wenn ein Hardware-FIFO-Schwellenwert erreicht ist, verarbeitet der Sensor-Hub-Treiber 204 umgewandelte digitale Kanaldaten, um einen Lux-Wert zu erzeugen. Der Sensor-Hub-Treiber 204 meldet dann den Lux-Wert an das Sensor-Hub-Framework 205, und das Framework 205 sendet die Lux-Berechnung an den Anwendungsprozessor 202, wenn Meldeschwellen überschritten werden. Der Display-Manager 222 prüft periodisch die Lux-Werte und verwendet die Lux-Werte zusammen mit der aktuellen Display-Helligkeit, um eine neue Display-Helligkeitseinstellung zu berechnen. Zu diesem Zweck kann der Display-Manager 222 auf eine Nachschlagetabelle oder einen Algorithmus im Betriebssystem des Host-Geräts zugreifen.
  • Verschiedene Aspekte des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands und der funktionalen Abläufe können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computersoftware, Firmware oder Hardware implementiert werden, einschließlich der in dieser Spezifikation offengelegten Strukturen und ihrer strukturellen Äquivalente, oder in Kombinationen von einem oder mehreren davon. So können Aspekte des in dieser Spezifikation beschriebenen Gegenstands als ein oder mehrere Computerprogrammprodukte implementiert werden, d. h. als ein oder mehrere Module von Computerprogrammanweisungen, die auf einem computerlesbaren Medium zur Ausführung durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder zur Steuerung des Betriebs einer Datenverarbeitungsvorrichtung codiert sind. Das computerlesbare Medium kann eine maschinenlesbare Speichervorrichtung, ein maschinenlesbares Speichersubstrat, eine Speichervorrichtung, eine Materiezusammensetzung, die ein maschinenlesbares übertragenes Signal bewirkt, oder eine Kombination aus einem oder mehreren davon sein. Die Vorrichtung kann zusätzlich zur Hardware einen Code enthalten, der eine Ausführungsumgebung für das betreffende Computerprogramm schafft, z. B. einen Code, der eine Prozessor-Firmware darstellt.
  • Ein Computerprogramm (auch als Programm, Software, Softwareanwendung, Skript oder Code bezeichnet) kann in jeder Form von Programmiersprache geschrieben werden, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, und es kann in jeder Form eingesetzt werden, einschließlich als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Unterprogramm oder andere Einheit, die zur Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm entspricht nicht unbedingt einer Datei in einem Dateisystem. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei gespeichert sein, die auch andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Skripte, die in einem Markup-Sprachdokument gespeichert sind), in einer einzelnen Datei, die dem betreffenden Programm gewidmet ist, oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module, Unterprogramme oder Teile von Code speichern). Ein Computerprogramm kann zur Ausführung auf einem Computer oder auf mehreren Computern bereitgestellt werden, die sich an einem Standort befinden oder über mehrere Standorte verteilt und über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander verbunden sind.
  • Die in dieser Spezifikation beschriebenen Prozesse und Logikflüsse können von einem oder mehreren programmierbaren Prozessoren ausgeführt werden, die ein oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Funktionen auszuführen, indem sie auf Eingangsdaten arbeiten und Ausgaben erzeugen. Die Prozesse und Logikflüsse können auch von speziellen Logikschaltungen, z. B. einem FPGA (Field Programmable Gate Array) oder einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit), ausgeführt werden, und die Vorrichtung kann auch als solche implementiert werden.
  • Den Prozessoren, die sich für die Ausführung eines Computerprogramms eignen, gehören z. B. sowohl allgemeine als auch spezielle Mikroprozessoren sowie ein oder mehrere Prozessoren jeder Art von Digitalcomputer. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor Befehle und Daten aus einem Festwertspeicher oder einem Speicher mit wahlfreiem Zugriff oder aus beiden. Die wesentlichen Elemente eines Computers sind ein Prozessor zur Ausführung von Befehlen und eine oder mehrere Speichereinrichtungen zum Speichern von Befehlen und Daten. Zu den computerlesbaren Medien, die zum Speichern von Computerprogrammanweisungen und -daten geeignet sind, gehören alle Formen von nichtflüchtigen Speichern, Medien und Speichervorrichtungen, darunter beispielhaft Halbleiterspeichervorrichtungen, z.B. EPROM, EEPROM und Flash-Speichervorrichtungen; Magnetplatten, z.B. interne Festplatten oder Wechselplatten; magnetooptische Platten sowie CD-ROM- und DVD-ROM-Platten. Der Prozessor und der Speicher können durch spezielle Logikschaltungen ergänzt werden oder in diese integriert sein.
  • Obwohl diese Beschreibung viele Besonderheiten enthält, sollten diese nicht als Beschränkungen des Umfangs der Erfindung oder dessen, was beansprucht werden kann, ausgelegt werden, sondern vielmehr als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
  • Dementsprechend liegen andere Implementierungen im Rahmen der Ansprüche.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 62/713851 [0001]

Claims (14)

  1. Eine Vorrichtung, die Folgendes umfasst: einen Bildschirm; einen Umgebungslichtsensor, der hinter dem Anzeigeschirm angeordnet ist, wobei eine Integrationszeit des Umgebungslichtsensors unsynchronisiert zu einer Bildfrequenz des Anzeigeschirms ist; und eine elektronische Steuereinheit, die betreibbar ist, um eine Helligkeit des Anzeigeschirms auf der Grundlage eines Tastverhältnisses eines PWM-Austastsignals zu steuern, wobei mindestens eine AUS-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig innerhalb einer ersten Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors auftritt, und wobei mindestens eine andere Integrationsperioden-EIN-Zeit des PWM-Austastsignals vollständig während einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals auftritt, wobei die elektronische Steuereinheit ferner so betreibbar ist, dass sie Abtastwerte eines Ausgangssignals des Umgebungslichtsensors erfasst, einen höchsten Wert und einen niedrigsten Wert aus einer Gruppe aufeinander folgender Abtastwerte identifiziert und eine Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten Wertes und des niedrigsten Wertes schätzt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die PWM-Austastwellenform und die Integrationszeit innerhalb einer Periode Pb in und aus der Phase kommen, so dass: PWTIME = Pb/ [ ( Pb/PPWM ) − 1 ] ,
    Figure DE112019003889T5_0004
    wobei PWTIME eine Summe aus der Integrationszeit und einer Verzögerung vor Beginn einer nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors ist, und wobei PPWM eine Periode des PWM-Austastsignals ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die elektronische Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie die Größe des Umgebungslichtsignals auch auf der Grundlage einer Dauer einer Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors schätzt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die elektronische Steuereinheit so betreibbar ist, dass sie die Größe des Umgebungslichtsignals auch auf der Grundlage einer AUS-Zeit des PWM-Austastsignals schätzt.
  5. Die Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors ist kleiner oder gleich einer Differenz zwischen einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor Beginn der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Integrationszeit des Umgebungslichtsensors größer ist als eine Summe aus der AUS-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor Beginn der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors.
  7. Die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektronische Steuereinheit ferner betreibbar ist, um eine Helligkeit des Anzeigeschirms zumindest teilweise auf der Grundlage der geschätzten Größe des Umgebungslichtsignals einzustellen.
  8. Ein Verfahren, das Folgendes umfasst: Erfassen von Abtastwerten eines Ausgangs eines Umgebungslichtsensors, der hinter einem Anzeigeschirm angeordnet ist, der eine durch einen Arbeitszyklus eines Austast-PWM-Signals steuerbare Helligkeit aufweist, wobei eine Integrationszeit des Umgebungslichtsensors nicht mit einer Bildfrequenz des Anzeigeschirms synchronisiert ist, Identifizieren eines höchsten Wertes und eines niedrigsten Wertes aus einer Gruppe von aufeinanderfolgenden der Proben; und Schätzen einer Größe eines Umgebungslichtsignals zumindest teilweise auf der Grundlage des höchsten und des niedrigsten Wertes.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die PWM-Austastwellenform und die Integrationszeit innerhalb einer Periode Pb in und aus der Phase kommen, so dass: P WTIME = Pb/ [ ( P b /PPWM ) − 1 ] ,
    Figure DE112019003889T5_0005
    wobei PWTIME eine Summe aus der Integrationszeit und einer Verzögerung vor Beginn einer nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors ist, und wobei PPWM eine Periode des PWM-Austastsignals ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Schätzen der Größe des Umgebungslichtsignals auch auf einer Dauer einer Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors basiert.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Schätzung der Größe des Umgebungslichtsignals auch auf einer AUS-Zeit des PWM-Austastsignals basiert.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Integrationsperiode des Umgebungslichtsensors beträgt kleiner oder gleich einer Differenz zwischen einer EIN-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor Beginn der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Integrationszeit des Umgebungslichtsensors größer ist als eine Summe aus der AUS-Zeit des PWM-Austastsignals und der Verzögerung vor Beginn der nächsten Integrationszeit des Umgebungslichtsensors.
  14. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13 umfasst das Einstellen einer Helligkeit des Anzeigebildschirms, die zumindest teilweise auf der geschätzten Größe des Umgebungslichtsignals basiert.
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