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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf elektronische Geräte und insbesondere
auf ein Verfahren zum automatischen Einstellen des Hintergrundlichts
von Bildschirm und Tastatur eines mobilen elektronischen Geräts.
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Das
Hintergrundlicht von LCD-Display (Liquid Crystal Display – Flüssigkristallanzeige)
und Tastatur eines elektronischen Handheld-Geräts kann an unterschiedliche
Arbeitsumgebungen angepasst werden, um ein optimales Benutzererlebnis
zu ermöglichen.
Beispielsweise muss die Hintergrundbeleuchtung des LCD-Displays
unter Außenbedingungen
oder bei Sonnenschein sehr hell sein, damit das Display gelesen
werden kann, und das Hintergrundlicht der Tastatur sollte dann ausgeschaltet
sein, um Batteriestrom zu sparen. Unter normalen Innen- oder Bürobedingungen
sollte das LCD-Hintergrundlicht mit einer mittleren Helligkeit arbeiten, während das
Tastaturhintergrundlicht üblicherweise
abgeschaltet ist. Unter dämmerigen
oder dunklen Bedingungen muss das LCD-Hintergrundlicht mit geringer
Intensität
arbeiten, um eine Überanstrengung
der Augen zu vermeiden, und das Tastaturhintergrundlicht muss eingeschaltet
sein.
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Die
Umgebungslichtbedingungen können
sich schnell ändern,
wenn sich der Benutzer zwischen unterschiedlichen Arbeitsumgebungen
bewegt. Beim Laufen von Innenräumen
in einen Außenbereich
kann beispielsweise der LCD-Bildschirm sofort unlesbar werden, sofern
nicht sofort die Helligkeit des LCD-Hintergrundlichts erhöht wird.
Dagegen kann die Tastatur unlesbar werden, wenn sich der Benutzer
aus einer hellen Umgebung in einen nur schwach beleuchteten Raum
begibt, falls nicht das Tastaturhintergrundlicht eingeschaltet wird.
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Anordnungen
nach dem Stand der Technik wurden in GPS-Displays und Laptop-Computern
implementiert, um eine grundlegende Anpassung der Hintergrundbeleuchtung
von Bildschirm und Tastatur zu ermöglichen. Allerdings ist von
keinem dieser Hintergrundbeleuchtungsalgorithmen nach dem Stand
der Technik bekannt, dass er eine unabhängige Steuerung der Einstellung
von LCD- und Tastaturhintergrundbeleuchtung ermöglicht, während sich der Benutzer zwischen
unterschiedlichen Umgebungslichtbedingungen bewegt. Darüber hinaus
ist keine der Anordnungen nach dem Stand der Technik auf das Problem
ausgerichtet, eine schnelle Hintergrundlichteinstellung als Reaktion
darauf zu ermöglichen,
wenn ein Benutzer sein elektronisches Handheld-Gerät aus einer
am Körper
tragbaren Gürteltasche
entnimmt, oder auf das Problem, Umgebungslichtbedingungen zu erkennen,
wenn der Lichtsensor und die Benachrichtigungsanzeige für Nachrichten einen
gemeinsamen Lichtleiter verwenden, wie das z. B. in der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung Nr. 11/187,867 mit Einreichungsdatum vom 25.
Juli 2005 und dem Titel SHARED LIGHT PIPE FOR A MESSAGE INDICATOR
AND LIGHT SENSOR beschrieben wird.
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WO00/41378 offenbart ein
in der Hand tragbares Gerät,
das eine Benutzeroberfläche,
einen Lichtdetektor zum Erkennen des Lichts, das auf mindestens
einen Teil der Benutzeroberfläche
auftrifft, einen Komparator zum Vergleichen des erkannten Lichts
mit einem vorgegebenen Schwellenwert sowie Steuerungsmittel zum
Steuern eines Beleuchtungselements zum Beleuchten der Benutzeroberfläche in Abhängigkeit
von der Ausgabe des Komparators umfasst.
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EP1505567 offenbart ein
Verfahren und System zum automatischen Einstellen eines Hintergrundbeleuchtungs-Intensitätspegels
für Displays
in elektronischen Geräten,
die über
eine Kamera und digitale hintergrundbeleuchteten Displays verfügen, wobei
die Kamera verwendet wird, um einen Umgebungslichtpegel zu ermitteln
und der Hintergrundbeleuchtungspegel entsprechend dem ermittelten
Umgebungslichtpegel eingestellt wird.
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ALLGEMEINES
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Patentschrift wird ein Verfahren zur vorzugsweise
automatischen Einstellung des Bildschirm- und Tastatur hintergrundlichts
im Hinblick auf optimale Lesbarkeit unter variierenden Beleuchtungsverhältnissen
beschrieben, wobei es zu minimaler Augenbelastung und Störung des Benutzers
kommt. Vorzugsweise werden die richtigen Bildschirm- und Tastatureinstellungen
als Reaktion darauf vorgenommen, wenn der Benutzer sein Handheld-Gerät aus der
Gürteltasche
zieht, und zwar ungeachtet einer suboptimalen Umgebungslichterkennung
während
des Entnehmens des Geräts
aus der Gürteltasche. Gemäß einem
anderen Aspekt ermöglicht
das beschriebene Verfahren die Umgebungslichterkennung in einem
Handheld-Gerät,
bei dem der Lichtsensor und eine Nachrichtenbenachrichtigungsanzeige
einen gemeinsamen Lichtleiter verwenden.
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Demzufolge
wird gemäß der vorliegenden
Patentschrift ein Verfahren zum automatischen Einstellen des Hintergrundlichts
von Bildschirm und Tastatur eines mobilen elektronischen Geräts bereitgestellt,
das über einen
Lichtsensor, einen Anzeigebildschirm und eine Tastatur verfügt, umfassend:
das Gewinnen von Lichtpegel-Stichproben von dem Lichtsensor; und
das Einstellen der Hintergrundlichtintensität des Anzeigebildschirms unabhängig von
der Hintergrundlichtintensität
einer Tastatur-Hintergrundlichtintensität als Reaktion auf die Lichtpegel-Stichproben,
wobei das Einstellen der Hintergrundlichtintensität des Anzeigebildschirms
und des Tastatur-Hintergrundlichts von heller zu dunkler so gesteuert
wird, dass es allmählich
erfolgt, während
das Einstellen der Hintergrundintensität des Anzeigebildschirms und
des Tastatur-Hintergrundlichts
von dunkler zu heller so gesteuert wird, dass es schnell erfolgt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Das
Verfahren zum automatischen Einstellen des Hintergrundlichts von
Bildschirm und Tastatur eines mobilen elektronischen Handheld-Geräts wird
verständlicher
unter Bezug auf die nachfolgende Beschreibung und die Abbildungen,
welche folgende Bedeutung haben:
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1 ist
eine Darstellung eines mobilen elektronischen Handheld-Geräts, in dessen
Zusammenhang ein Verfahren zum automatischen Einstellen des Hintergrundlichts
von Bildschirm und Tastatur gemäß einer Ausführungsform
erläutert
wird;
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2 ist
ein Blockdiagramm von bestimmten internen Komponenten innerhalb
des elektronischen Geräts
aus 1;
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3 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte in einem Verfahren
zum automatischen Einstellen des Bildschirmhintergrundlichts in
dem elektronischen Gerät
aus 1;
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4 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte in dem Verfahren
aus 3, wenn sich das elektronische Gerät im DUNKEL-Modus
befindet;
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5 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte in dem Verfahren
aus 3, wenn sich das elektronische Gerät im BÜRO-Modus
befindet;
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6 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte in dem Verfahren
aus 3, wenn sich das elektronische Gerät im HELL-Modus
befindet;
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7 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte zum automatischen
Einstellen der Tastaturhelligkeit in dem elektronischen Gerät aus 1;
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8 ist
ein Flussdiagramm zur Darstellung der Schritte zum Steuern der Abtastrate
für die
Verfahren aus 3 und 7.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein mobiles elektronisches
Handheld-Gerät allgemein
mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet. In der vorliegenden
Ausführungsform
basiert das elektronische Gerät 20 auf
der Computerumgebung und der Funktionalität eines Drahtlos-PDAs (Personal
Digital Assistant). Es sollte jedoch verständlich sein, dass das elektronische
Gerät 20 nicht
auf einen Drahtlos-PDA eingeschränkt
ist. Es sind auch andere elektronische Geräte möglich, zum Beispiel Desktopcomputer,
Mobiltelefone, GPS-Empfänger, Smartphones
und Laptopcomputer. Wiederum Bezug nehmend auf die vorliegende Ausführungsform
enthält das
elektronische Gerät 20 ein
Gehäuse 22,
in dem ein mechanisches Vibrationsmittel (nicht dargestellt) untergebracht
ist und das ein LCD-Display 24, einen Lautsprecher 26,
eine Nachrichtenbenachrichtigungsanzeige 28, ein Einstellrad
(ein so genanntes Trackwheel) 30, eine Abbruchtaste 32 und
eine Tastatur 34 trägt.
Vorzugsweise hat die Nachrichtenbenachrichtigungsanzeige 28 die
Form eines Lichtleiters, der über
zwei interne Zweige verfügt,
welche in einer LED (Light Emitting Diode – Leuchtdiode) bzw. einem Umgebungslichtsensor enden,
wie das in der gleichzeitig anhängigen
US-Patentanmeldung Nr. 11/187,867 mit Einreichungsdatum vom 25.
Juli 2005 und dem Titel SHARED LIGHT PIPE FOR A MESSAGE INDICATOR
AND LIGHT SENSOR beschrieben wird. Das Einstellrad 30 und
die Abbruchtaste 32 können
in Richtung des Pfeils "A" nach innen gedrückt werden
und ermöglichen
damit eine zusätzliche
Benutzereingabe. Es wird verständlich
sein, dass das Gehäuse 22 aus
jedem geeigneten Material bestehen kann, das dem Fachmann auf dem
Gebiet der Technik vertraut ist, und kann beispielsweise in einer
Gürteltasche
(nicht dargestellt) verstaut werden, die ein Befestigungsmittel
zum Befestigen am Gürtel
eines Benutzers enthält.
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Nunmehr
unter Bezug auf 2 wird ein Blockdiagramm von
bestimmten internen Komponenten innerhalb des Geräts 20 gezeigt.
Das Gerät 20 basiert
auf einem Mikrocomputer mit einem Prozessor 36, der mit
einem Festwertspeicher 38 (Read-only Memory – ROM) verbunden
ist, welcher eine Vielzahl von Anwendungen enthält, die vom Prozessor 36 ausgeführt werden
können
und das Gerät 20 in
die Lage versetzen, bestimmte Funktionen durchzuführen. Der
Prozessor 36 ist auch mit einem Direktzugriffsspeichermodul 40 (Random
Access Memory – RAM)
sowie mit einem Dauerspeichermodul 42 verbunden, die für verschiedene
nichtflüchtige
Speicherfunktionen des Geräts 20 verantwortlich
sind. Der Prozessor 36 empfängt Eingaben von verschiedenen
Eingabegeräten,
wozu das Einstellrad 30, die Abbruchtaste 32 und
die Tastatur 34 zählen.
Der Prozessor 36 sendet Ausgabesignale an verschiedene
Ausgabegeräte,
zu denen das LCD-Display 24, der Lautsprecher 26,
die Anzeige 28 und das mechanische Vibrationsmittel 43 zählen. Der
Prozessor 36 ist auch mit einer internen Uhr 44 sowie
mit einem Modem- und Funkmodul 46 verbunden. Das Modem-
und Funkmodul 46 wird verwendet, um mithilfe der Antenne 48 eine
Verbindung mit verschiedenen Drahtlosnetzen herzustellen.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 3, die ein
Flussdiagramm eines Verfahrens zum automatischen Einstellen des
Hintergrundlichts von Bildschirm 24 und Tastatur 34 in
dem elektronischen Handheld-Gerät
aus 1 und 2 zeigt. Das Verfahren wird
durch einen Algorithmus innerhalb einer Anwendung implementieret,
die durch den Prozessor 36 ausgeführt werden kann, um richtig
zwischen drei bildschirmspezifischen Umgebungslichtmodi (die hier
als DUNKEL, BÜRO
und HELL bezeichnet sind) bzw. zwischen zwei tastaturspezifischen
Umgebungslichtmodi (die hier als TASTATUR-EIN und TASTATUR-AUS bezeichnet
sind) umzuschalten. Die bildschirmspezifischen Modi werden unabhängig von
den tastaturspezifischen Modi bestimmt. Im DUNKEL-Modus ist das
Hintergrundlicht des Bildschirms 24 abgedunkelt, um einer
Umgebung mit geringer Beleuchtung gerecht zu werden. Im BÜRO-Modus ist das Hintergrundlicht
des Bildschirms 24 auf eine Helligkeit eingestellt, die
für eine
Büroumgebung
geeignet ist. Im HELL-Modus ist das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 auf
volle Helligkeit eingestellt, die für die Lesbarkeit in hellem
Sonnenlicht geeignet ist (wie unten angezeigt, ist der TASTATUR-AUS-Modus immer aktiviert,
wenn der HELL-Modus aktiviert ist). Im TASTATUR-EIN-Modus ist das Hintergrundlicht der
Tastatur eingeschaltet. Im TASTATUR-AUS-Modus ist das Hintergrundlicht der
Tastatur ausgeschaltet. Die Modi DUNKEL, BÜRO, HELL; TASTATUR EIN und
TASTATUR AUS werden durch die erkannten Umgebungslichtbedingungen
bestimmt und eingesetzt, um die Hintergrundlichter in den jeweils
geeigneten Betriebsstatus zu versetzen, wie das im Folgenden detailliert
beschrieben wird.
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Jedem
Umgebungslichtmodus ist ein entsprechender Helligkeits-/Statuswert
entsprechend der Festlegung in Tabelle A zugeordnet, wobei "% PWM" den Betriebszyklus
eines impulsbreitenmodulierten Signals mit variabler Basisfrequenz
in Abhängigkeit
von dem spezifizierten Dienstzyklus repräsentiert und "Lux-Bereich" den Bereich der
Umgebungslichtintensität
(gemessen in Lux-Einheiten, wobei Lux den Betrag an sichtbarem Licht
repräsentiert,
der pro Quadratmeter auf eine Oberfläche einfällt) repräsentiert, in dem jeder Modus arbeitet:
| TABELLE
A | | | |
| Hintergrundlichtmodus des
Bildschirms | DUNKEL-Modus | BÜRO-Modus | HELL-Modus |
| Lux-Bereich
des Umgebungslichts | < 70 | 16 < Lux < 4400 | 3000 < Lux |
| Helligkeit
des Bildschirmhintergrundlichts | 3%–6,5% PWM
(basierend auf 10%–100%-Helligkeit definiert
im Optionsbildschirm "Bildschirm/Tastatur") | 10%–40% PWM
(basierend auf 10%–100%-Helligkeit definiert
im Optionsbildschirm "Bildschirm/Tastatur") | 100%
PWM (das "übersteuert" die Hintergrundlichtschaltung) |
| Hintergrundlichtmodus
der Tastatur | TASTATUR-EIN | TASTATUR-AUS |
| Lux-Bereich
für Umgebungslicht | < 250 | > 60 |
| Status
des Tastaturhintergrundlichts | EIN | AUS |
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Wie
in Tabelle A gezeigt wird, ist das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 in
5 oder 10 diskreten Schritten zwischen 3% und 6,5% PWM einstellbar
und in weiteren 5 oder 10 diskreten Schritten zwischen 10% und 40%
PWM und kann auch auf 100% PWM eingestellt werden. Die Helligkeitssteuerung
des Hintergrundlichts ermöglicht
auch ein sanftes und schnelles Überblenden
(~200 ms) sowie ein langsames Überblenden
(1–1,5 s)
zwischen jedem dieser Schritte (zusätzlich zum Aus-Status). Das
Hintergrundlicht der Tastatur 34 ist in mindestens 5 diskreten Schritten
von 0% bis 100% PWM einstellbar, was ein sanftes und schnelles Überblenden (200
ms) und ein sehr langsames Überblenden
(4–5 Sekunden
idealerweise) zwischen jedem dieser diskreten Pegel und dem Aus-Status
ermöglicht.
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Beim
Starten des Algorithmus (Schritt 50), wenn das Gerät 20 eingeschaltet
wird, wird der Hintergrundlichtmodus normalerweise in einem geeigneten
Modus initiiert, wozu die Umgebungsbeleuchtung verwendet wird, die
zu diesem Zeitpunkt durch den Lichtsensor festgestellt wird. Danach
werden in festgelegten Intervallen Lichtsensor-Stichproben erfasst
und in einem Puffer festgehalten, der zu jedem Zeitpunkt die jeweils
fünf aktuellsten
Stichproben enthält
(Schritt 52). Dieser Puffer wird als das Stichprobenfenster
bezeichnet, weil es sich dabei um ein bewegliches Fenster handelt,
insofern als dass beim Empfang einer neuen Stichprobe jeweils die älteste Stichprobe
in dem Fenster aus dem Puffer verworfen wird. Die Zeitdauer zwischen jeder
Lichtsensor-Stichprobe
bestimmt die Abtastrate. Eine typische Abtastrate liegt bei einer
Stichprobe pro 1,2 Sekunden, obwohl die Abtastrate in einigen Situationen
temporär
für 5 Stichproben
auf 400 ms erhöht
werden kann, um eine schnelle Einstellung des Hintergrundlichts
von Bildschirm und Tastatur zu ermöglichen.
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In
Schritt 54 wird der Medianwert der Stichproben berechnet,
indem alle Stichproben in dem Stichprobenfenster sortiert werden
und der Mittelwert ausgewählt
wird (d. h. die dritte Stichprobe in dem Fenster).
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Beim
Empfang jeder Stichprobe wird ein neuer Medianwert im Stichprobenfenster
berechnet und mit verschiedenen Schwellenwerten verglichen (Schritt
56),
um festzustellen, ob eine Hintergrundlichteinstellung erforderlich
ist, wobei entsprechend den Schwellenwerten aus der Statustabelle
B vorgegangen wird, in der ADC die Ausgabewerte eines Analog-Digital-Wandlers
(Analog Digital Converter) repräsentiert:
| TABELLE
B | | | |
| Medianwert
aus Lichtsensor-ADC | aktueller
Modus ist DUNKEL | aktueller
Modus ist BÜRO | aktueller
Modus ist HELL |
| <= 7 | entf. | Umschalten
zu DUNKEL | Umschalten
zu DUNKEL |
| >= 14 | Umschalten
zu BÜRO | entf. | entf. |
| <= 450 | entf. | entf. | Umschalten
zu BÜRO |
| >= 650 | Umschalten
zu HELL | Umschalten
zu HELL | entf. |
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Die
Modi des Tastaturhintergrundlichts werden unabhängig von den Modi des LCD-Displays
behandelt:
| | Aktueller
Modus ist TASTATUR-EIN | Aktueller
Modus ist TASTATUR-AUS |
| <= 16 | entf. | Umschalten
zu TASTATUR-EIN |
| > 50 für 30 Sekunden | Umschalten
zu TASTATUR-AUS | entf. |
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Die
Beziehung zwischen den in Tabelle B ausgedrückten ADC-Schwellenwerten und den Lichtintensitätswerten
ist folgendermaßen:
ADC 7 = 16 Lux, ADC 14 = 70 Lux, ADC 16 = 60 Lux, ADC 50 = 250 Lux,
ADC 450 = 3000 Lux und ADC 650 = 4400 Lux. Die Operation der Statustabelle
B ist in den Flussdiagrammen von 4, 5 und 6 dargestellt.
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Somit
wird, wie aus 4 hervorgeht, wenn sich die
Hintergrundbeleuchtung im DUNKEL-Modus befindet, der Medianwert
der Stichproben mit einem Schwellenwert von 14 (70 Lux) verglichen
(Schritt 58), und wenn der Wert größer als 14 ist, wird der BÜRO-Modus
des Hintergrundlichtbetriebs ausgewählt (Schritt 62), wobei
das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 eine Helligkeit
aufweist, die für
eine Büroumgebung
geeignet ist. Wenn jedoch der Medianwert der Stichproben größer als
650 ist (Schritt 64), dann wird der HELL-Modus des Hintergrundlichtbetriebs
ausgewählt
(Schritt 66), wobei das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 auf
volle Helligkeit eingestellt ist.
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Wie
aus 5 hervorgeht, wird, wenn sich die Hintergrundbeleuchtung
im BÜRG-Modus
befindet (Schritt 68), der Medianwert der Stichproben mit
einem Schwellenwert von 7 (16 Lux) verglichen (Schritt 70), und
wenn der Wert kleiner als 7 ist, wird der DUNKEL-Modus des Hintergrundlichtbetriebs ausgewählt (Schritt 72),
wobei das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 abgedunkelt
ist. Wenn jedoch der Medianwert der Stichproben größer als
650 ist (Schritt 74), dann wird der HELL-Modus des Hintergrundlichtbetriebs
ausgewählt (Schritt 76),
wobei das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 auf volle
Helligkeit eingestellt ist.
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Wie
aus 6 hervorgeht, wird, wenn sich die Hintergrundbeleuchtung
im HELL-Modus befindet (Schritt 78), der Medianwert der
Stichproben mit einem Schwellenwert von 7 verglichen (Schritt 80),
und wenn der Wert kleiner als 7 ist, wird der DUNKEL-Modus des Hintergrundlichtbetriebs
ausgewählt
(Schritt 82), wobei das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 abgedunkelt
ist. Wenn der Medianwert der Stichproben kleiner als 450 ist (Schritt 84),
dann wird der BÜRO-Modus
des Hintergrundlichtbetriebs ausgewählt (Schritt 86),
wobei das Hintergrundlicht des Bildschirms 24 eine Helligkeit
aufweist, die für
eine Büroumgebung
geeignet ist.
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Wie
aus 4 und 5 hervorgeht, ist der Schwellenwert
für den
Wechsel vom DUNKEL-Modus zum BÜRO-Modus
höher als
der Schwellenwert für
den Wechsel vom BÜRO-Modus
zum DUNKEL-Modus. Damit werden Situationen kompensiert, in denen
das Umgebungslicht um einen bestimmten Schwellenwert herum schwankt,
und es wird ein ständiger
Wechsel zwischen den Modi der Hintergrundbeleuchtung verhindert.
Eine ähnliche
Hysterese ist in die Schwellenwerte zwischen den Modi BÜRO und HELL
integriert (5 und 6).
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Wie
oben angedeutet wurde, erfolgt die Steuerung der Hintergrundbeleuchtung
der Tastatur 34 unabhängig
von der Hintergrundbeleuchtung des Bildschirms 24, um ein
schnelleres Reagieren der Tastatur auf dunkle Umgebungen zu ermöglichen
und um dem LCD-Bildschirm ein schnelleres Reagieren auf Büroumgebungen
und auf helle oder sonnige Umgebungen zu ermöglichen. Damit ist es möglich, dass
sich das Bildschirmhintergrundlicht im Modus BÜRO oder HELL befindet, während sich
das Tastaturhintergrundlicht noch immer (temporär) im Modus TASTATUR-EIN befindet.
Wie aus 7 ersichtlich wird, erfolgt,
während
sich das Tastaturhintergrundlicht im Modus AUS befindet (Schritt 88)
ein Vergleich jedes Stichprobenwerts (und nicht des Medianwerts
der Stichproben) mit einem Schwellenwert von 16 (Schritt 90),
und wenn der Wert kleiner ist als 16, dann wird das Hintergrundlicht
der Tastatur 34 sofort eingeschaltet (Schritt 92).
Damit wird sichergestellt, dass der Benutzer nicht erst warten muss,
bis er eine Tastatureingabe vornehmen kann, weil die Tastatur 34 nicht
zu erkennen ist. Das bedeutet, dass sich die Tastatur manchmal schon
im Voraus einschaltet, wenn sich das Gerät 20 nicht wirklich
in einer dämmerigen
oder dunklen Umgebung befindet aber aus irgendeinem Grund eine einzige
Stichprobe empfangen wurde, die kleiner ist als 16. Damit wird sichergestellt,
dass die Tastatur 34 niemals unbenutzbar ist, obwohl damit
ein geringfügig
höherer
Batteriestromverbrauch verbunden ist und der Benutzer möglicherweise
etwas irritiert ist, warum die Tastaturhintergrundbeleuchtung sich
unter bestimmten Umständen
scheinbar "zufällig" einschaltet. Idealerweise
sollte sich die Tastatur 34 nach dem Empfang einer einzelnen "dunklen" Stichprobe schnell
(ungefähr
200 MS) einschalten jedoch nur sehr langsam ausblenden, so dass
dies kaum wahrnehmbar ist (z. B. 5–10 Sekunden). Das hilft dabei,
die Störung
(und mögliche
Irritation) zu vermelden, wenn das Hintergrundlicht des LCD-Bildschirms 24 ausgeschaltet
wird.
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Während das
Tastaturhintergrundlicht den Modus EIN hat, werden die aufeinanderfolgenden
Stichprobenwerte mit einem Schwellenwert von 50 verglichen (Schritt 94),
und sobald 30 Sekunden von aufeinanderfolgenden Stichproben empfangen
werden, die größer sind
als 50, wird die Tastatur 34 in den Modus AUS umgeschaltet
(Schritt 88). Damit wird die Möglichkeit des "Trashing" mit Ein- und Ausschalten
des Tastaturhintergrundlichts in stark schwankenden Beleuchtungsumgebungen
vermieden, was für
den Benutzer ziemlich störend
und unangenehm wäre.
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Durch
Verwendung des Medianwerts im Stichprobenfenster für die Entscheidung
zum Moduswechsel werden kurze Beleuchtungsschwankungen (z. B. helle
Lichtblitze, die kürzer
als ungefähr
800 ms sind) effektiv ausgefiltert, während weiterhin eine akzeptabel
schnelle Reaktion auf das Betreten eines Gebiets mit hellem Sonnenlicht
oder auf das Herausziehen des Geräts aus der Gürteltasche
in hellem Sonnenlicht ermöglicht wird.
Das Durchqueren einer dämmrigen
Umgebung für
weniger als 5 Sekunden wird ebenfalls ignoriert, weil alle fünf Stichproben
in dem Stichprobenfenster kleiner sein müssen als der Schwellenwert
für den
aktuell aktiven Modus, damit ein Moduswechsel bewirkt wird. Da es
einige Minuten dauert, bis sich die Augen eines Benutzers an eine
dämmrige
Umgebung gewöhnt
haben, ermöglicht
der Algorithmus eine allmähliche
Einstellung der Helligkeit des LCD-Bildschirms 24.
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Wie
in 8 gezeigt wird, werden keine Lichtsensor-Stichproben
genommen (z. B. im Schlafmodus), während das Gerät 20 ausgeschaltet
ist oder sich in der Gürteltasche
(Schritt 100) befindet, um Batteriestrom zu sparen und
weil die Stichproben wahrscheinlich nicht gültig sind, da der Lichtsensor
wahrscheinlich durch einen Arm verdeckt ist (Gerät 20 ist in der Gürteltasche)
oder sich in einer Tasche oder einer Kleidungstasche befindet. Wenn
die Lichtsensor-Software "aufwacht" (Schritt 102),
beginnt die Stichprobenahme und das Einstellen des Hintergrundlichts
(Schritt 106) mit einer schnellen Abtastrate (400 ms) für die nächsten fünf Stichproben.
Die erste empfangene Stichprobe wird verwendet, um das gesamte Stichprobenfenster
zu initialisieren, wenn die zweite Stichprobe heller als die erste
ist, dann wird dieser Wert zur Initialisierung des gesamten Stichprobenfensters
verwendet. Wenn die dritte Stichprobe heller ist als die ersten
beiden, dann wird diese zur Initialisierung des Stichprobenfensters
verwendetet.
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Danach
beträgt
die normale Abtastrate eine Stichprobe pro 1,2 Sekunden (Schritt 108).
Vorzugsweise ist jede Lichtsensor-Stichprobe tatsächlich ein
Durchschnitt von mehreren schnellen Stichproben, die über einen
Zeitraum von ungefähr
9 ms genommen werden. Insbesondere werden über einen Zeitraum von 9 ms
mindestens 8 ADC-Werte genommen, so dass aus diesen der Durchschnitt
gebildet werden kann, um die Zuverlässigkeit für jede Stichprobe zu erhöhen und
kleine Abweichungen bei Wechselstrominnenbeleuchtung auszufiltern.
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Wenn
das Gerät 20 aus
seiner Gürteltasche
gezogen wird, aus einer Tasche oder Kleidungstasche entnommen wird
usw., dann ist es sehr wahrscheinlich, dass der Lichtsensor temporär zum Teil
durch die Hand oder das Hemd des Benutzers bedeckt ist. Das bedeutet,
dass die ersten paar Stichproben unter dem Schwellenwert für den Wechsel
zum DUNKEL-Modus liegen könnten,
selbst wenn das Gerät 20 gerade
im BÜRO-Modus
arbeitet. In gleicher Weise könnten
die ersten paar Stichproben den BÜRO-Modus anzeigen, obwohl das Gerät sich in
einer hellen Umgebung befindet. Allerdings ist es nahezu unmöglich, eine
hellere Stichprobe zu empfangen, wenn sich das Gerät in einer
dämmrigen
Umgebung befindet. Somit wird wie oben erwähnt das gesamte Stichprobenfenster
anhand der hellsten Stichprobe initialisiert, wenn das Gerät 20 aus
der Gürteltasche
entnommen wird.
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Wenn
sich der Bildschirm 24 aufgrund eines System-Timeouts oder
infolge des Drückens
der Ein-/Aus-Taste abschaltet, das Gerät 20 jedoch noch nicht
ausgeschaltet wurde oder in seine Gürteltasche zurückgelegt
wurde (Schritt 110), dann kehrt die Stichprobenahme des
Lichtsensors in den Schlafmodus zurück (Schritt 100),
sofern der Bildschirm 24 innerhalb des Zeitraums, der benötigt wird,
um die nächsten
fünf Stichproben
zu empfangen, nicht wieder eingeschaltet wird. Diese Verzögerung von
fünf Stichproben
wird verwendet, weil der Bildschirm 24 durch ein Timeout
abgeschaltet werden könnte,
während
der Benutzer den Bildschirm abliest. Es ist üblich, dass ein Benutzer mit
dieser Situation umgeht, indem er eine Taste drückt, um den Bildschirm sofort
wieder aufzuwecken (wodurch das Hintergrundlicht eingeschaltet wird).
In diesem Fall wird das Stichprobenfenster nicht in den Schlafmodus
zurückversetzt.
Wenn der LCD-Bildschirm 24 für mehr als ein paar Sekunden
abgeschaltet bleibt, dann wird das Stichprobenfenster in den Schlafmodus
zurückversetzt, weil
es dann wahrscheinlich ist, dass sich die Geräteumgebung geändert hat.
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Basierend
auf den bisherigen Ausführungen
reagiert das Hintergrundlicht des LCD-Bildschirms 24 auf einen
Wechsel von einer dunkleren in eine hellere Umgebung innerhalb von
800 ms bis 2 Sekunden. Dies ist der Betrag an Zeit, der benötigt wird,
bis drei hellere Stichproben empfangen wurden (wodurch der Medianwert des
Fensters aus 5 Stichproben bestimmt wird). Die erste Stichprobe
in einer helleren Umgebung löst
die schnelle 400 ms-Abtastrate aus (Schritt 104). Allerdings
kann es bis zu 1,2 Sekunden dauern, bis die erste Stichprobe empfangen
wurde. Das Hintergrundlicht des LCD-Bildschirms 24 reagiert
auf eine Änderung
von einer helleren Umgebung in eine dunklere Umgebung in etwa 6
Sekunden. Es werden 5 aufeinanderfolgende Stichproben in einer dunkleren
Umgebung benötigt,
um den Übergang
in den neuen Modus zu bewirken. Wenn die Hintergrundlichthelligkeit
des LCD-Bildschirms 24 nach unten eingestellt wird, dann
wird das Hintergrundlicht langsam auf den neuen Helligkeitspegel
abgeblendet. Dieses Abblenden dauert zwischen ungefähr 1 s und
1,5 s.
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Wie
oben im Zusammenhang mit 1 erläutert wurde, verwenden der
Lichtsensor und die Nachrichtenanzeige-LED einen gemeinsamen Lichtleiter.
Wenn der Abtastalgorithmus aus 8 das Nehmen
einer Stichprobe vom Lichtsensor erfordert, während die LED leuchtet, dann
wird die Stichprobe bis unmittelbar nach dem Erlöschen der LED verzögert, außer wenn
sich das Gerät 20 gerade
im Prozess des Herausziehens aus der Gürteltasche befindet. In diesem
Fall wird eine anfängliche
niedrige Lichtstichprobe "vorgetäuscht", wenn die LED leuchtet,
während
das Gerät 20 aus
seiner Gürteltasche
o. ä. entnommen
wird, damit das Einschalten des Hintergrundlichts des LCD-Bildschirms 24 nicht
verzögert
wird (was erst erfolgen kann, nachdem eine Stichprobe empfangen
wurde). Jeder Wechsel zwischen leuchtender und abgeschalteter LED
wird so gesteuert, dass die Statusinformation zu Ein-/Aus-Wechseln der LED
an die hier vorgestellte automatische Hintergrundlicht-Software bereitgestellt
werden kann.
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Vorzugsweise
werden in dem beschriebenen Verfahren Grob-Timer verwendet (z. B.
mit einer Varianz von +/– 12,5%).
Durch die Verwendung von Grob-Timern wird die Häufigkeit verringert, mit der
der Prozessor 36 aufgrund von Timer-Ereignissen aufwachen
muss. Demzufolge sind alle in dieser Patentschrift erwähnten Zeitangaben
durch einen möglichen
Fehler von +/– 12,5%
gekennzeichnet.
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Wenn
die Ein-/Aus-Taste des Geräts 20 gedrückt wird,
wird die Helligkeit des Bildschirms in signifikantem Ausmaß erhöht. Damit
wird der Algorithmus zur Helligkeitseinstellung temporär übergangen,
bis der Bildschirm abgeschaltet ist, und die normale Bildschirmhelligkeitseinstellung
wird wieder aufgenommen, wenn der Bildschirm 24 wieder
eingeschaltet wird.
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Die
hier erläuterte
Funktionalität
des Lichtsensors kann durch den Benutzer über eine Option "Automatisches Hintergrundlicht" geändert oder
deaktiviert werden, die über
einen Optionsbildschirm "Bildschirm/Tastatur" zugänglich ist,
welcher durch das Gerät 20 angezeigt
wird. Das ermöglicht
eine Hintergrundlichtfunktionalität, die es dem Benutzer erlaubt,
die Ein-/Aus-Taste zu drücken,
um zwischen 1) einer vom Benutzer ausgewählten Helligkeit, 2) extrem
hell und 3) Hintergrundlicht/LCD abgeschaltet zu wählen. Wenn
der LCD-Bildschirm 24 eingeschaltet ist, ist das Hintergrundlicht
der Tastatur 34 immer eingeschaltet. Wenn der LCD-Bildschirm 24 abgeschaltet
ist, ist das Hintergrundlicht der Tastatur 34 immer abgeschaltet.
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Obwohl
die hier beschriebenen Ausführungsformen
auf spezielle Implementierungen des Verfahrens zum automatischen
Einstellen des Bildschirm- und Tastaturhintergrundlichts eines mobilen
elektronischen Handheld-Geräts
ausgerichtet sind, sollte verständlich
sein, dass Modifikationen und Variationen an diesen Ausführungsformen
innerhalb des Schutzumfangs und des Bereichs der vorliegenden Anmeldung
liegen. Beispielsweise ist wie oben erwähnt die hier erläuterte Methodik
zur Einstellung der Hintergrundlichthelligkeit nicht in ihrer Anwendung
auf elektronische Handheld-Geräte
beschränkt,
sondern kann auch auf andere Geräte
wie z. B. Desktopcomputer, Mobiltelefone, GPS-Empfänger, Smartphones
und Laptopcomputer nutzbringend angewendet werden. Außerdem wird
in Betracht gezogen, dass die Hintergrundbeleuchtung der Tastatur,
obwohl sie unabhängig
von der Einstellung der Hintergrundbeleuchtung des LCD-Bildschirms erfolgt,
praktischerweise zwischen mehreren Beleuchtungsmodi wechseln kann
(z. B. DUNKEL, BÜRO
und HELL) anstatt lediglich zwischen EIN und AUS zu wechseln. Dem
Fachmann auf dem Gebiet der Technik können viele andere Modifikationen
und Variationen denkbar erscheinen. Für alle derartigen Modifikationen
und Variationen wird angenommen, dass sie im Bereich und im Schutzumfang
der vorliegenden Anmeldung liegen.