本發(fā)明涉及智能設備技術領域，特別涉及一種顯示亮度自調節(jié)裝置、方法和智能穿戴設備。

背景技術：

隨著智能穿戴類產(chǎn)品的普及，市場中涌現(xiàn)出各種各樣的帶有屏幕顯示功能的智能穿戴產(chǎn)品，這些產(chǎn)品中的絕大多數(shù)在顯示屏的尺寸、分辨率的大小、色彩的豐富等方面都有創(chuàng)新和提升，而對不同環(huán)境下自動調整顯示亮度的關注較少。一方面，對于屏幕亮度不可調節(jié)的智能穿戴手環(huán)，在不同場景下(例如陽光明媚的室外、燈光昏暗的地下停車場等)亮度相同，使得用戶在明亮的環(huán)境下看不清楚屏幕顯示，而在昏暗的環(huán)境下感覺屏幕顯示刺眼，影響用戶體驗；另一方面，對于屏幕常亮的產(chǎn)品，單一亮度會導致較高的功耗，影響產(chǎn)品的待機時間，有悖于智能穿戴類產(chǎn)品越來越輕薄、待機時間越來越長的發(fā)展趨勢。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術中智能穿戴產(chǎn)品的屏幕顯示亮度無法自動調節(jié)，單一亮度功耗較高，減少產(chǎn)品的待機時間，影響用戶體驗的問題，提出了本發(fā)明的一種顯示亮度自調節(jié)裝置、方法和智能穿戴設備，以便解決或至少部分地解決上述問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種顯示亮度自調節(jié)裝置，所述裝置包括：光強度采集單元、顯示單元、中央處理控制單元和電源管理單元，所述電源管理單元為其他各個單元提供所需的電源，所述中央處理控制單元控制連接其他各個單元；

所述光強度采集單元包括環(huán)境光傳感器，用于采集周圍環(huán)境的光強度，將采集的光強度轉換為對應的電信號值，并將該電信號值與存儲的上一電信號值相比較，若二者的電信號值的變化量超過設定閾值則在所述環(huán)境光傳感器中存儲該電信號值，并產(chǎn)生一中斷信號發(fā)送給所述中央處理控制單元；

所述中央處理控制單元，用于在接收到所述中斷信號時，讀取所述環(huán)境光傳感器存儲的該電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向所述顯示單元輸出相應的供電電壓；

所述顯示單元包括顯示屏以及驅動控制芯片，所述驅動控制芯片根據(jù)接收到的供電電壓控制所述顯示屏的顯示亮度。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種顯示亮度自調節(jié)方法，所述方法包括：

利用環(huán)境光傳感器采集周圍環(huán)境的光強度，將采集的光強度轉換為對應的電信號值，并將該電信號值與存儲的上一電壓信號值相比較；

若二者的電信號值的變化量超過設定閾值則存儲該電信號值，并產(chǎn)生一中斷信號發(fā)送給中央處理控制單元；

所述中央處理控制單元根據(jù)該中斷信號讀取所述環(huán)境光傳感器存儲的該電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元的驅動控制芯片輸出相應的供電電壓；

所述顯示單元的驅動控制芯片根據(jù)接收到的供電電壓控制所述顯示單元的顯示屏的顯示亮度。

根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種智能穿戴設備，所述智能穿戴設備包括控制開關和如前所述的顯示亮度自調節(jié)裝置；

所述控制開關，用于控制所述顯示亮度自調節(jié)裝置的開/關。

綜上所述，本發(fā)明通過光強度采集單元中的環(huán)境光傳感器采集周圍光強度，當當前光強度的電信號值與存儲的上一電信號值的變化量超過設定閾值，環(huán)境光傳感器產(chǎn)生一中斷信號，中央處理控制單元在接收到該中斷信號時，讀取當前光強度的電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元輸出相應的供電電壓，使顯示單元中的顯示屏的顯示亮度適應環(huán)境的光強度，最大程度的適應用戶的不同需求。可見，本發(fā)明的技術方案可以實現(xiàn)顯示屏顯示亮度的自動調節(jié)，以適應周圍環(huán)境的光強度，防止單一亮度引起的過度功耗，延長待機時間，增加用戶體驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種顯示亮度自調節(jié)裝置示意圖；

圖2為本發(fā)明一個實施例提供的一種虛顯示亮度自調節(jié)裝置的電路示意圖；

圖3為本發(fā)明一個實施例提供的一種顯示亮度自調節(jié)方法流程圖；

圖4為本發(fā)明一個實施例提供的一種智能穿戴設備示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明的設計思路是：鑒于現(xiàn)有技術中智能穿戴產(chǎn)品的屏幕顯示亮度無法自動調節(jié)，單一亮度功耗較高，減少產(chǎn)品的待機時間，影響用戶體驗的問題。本發(fā)明通過光強度采集單元中的環(huán)境光傳感器采集周圍光強度，當當前光強度的電信號值與存儲的上一電信號值的變化量超過設定閾值，環(huán)境光傳感器產(chǎn)生一中斷信號，中央處理控制單元在接收到該中斷信號時，讀取當前光強度的電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元輸出相應的供電電壓，使顯示單元中的顯示屏的顯示亮度適應環(huán)境的光強度，以適應周圍環(huán)境的光亮度，防止單一亮度引起的過度功耗，增加用戶體驗。為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

圖1為本發(fā)明一個實施例提供的一種顯示亮度自調節(jié)裝置示意圖。如圖1所示，該顯示亮度自動調節(jié)裝置100包括：光強度采集單元110、顯示單元120、中央處理控制單元130和電源管理單元140，電源管理單元140為其他各個單元提供所需的電源，中央處理控制單元130通過I2C或SPI線控制連接其他各個單元。

光強度采集單元110包括環(huán)境光傳感器，用于采集周圍環(huán)境的光強度，將采集的光強度轉換為對應的電信號值，并將該電信號值與存儲的上一電信號值相比較，若二者的電信號值的變化量超過設定閾值則在環(huán)境光傳感器中存儲該電信號值，并產(chǎn)生一中斷信號發(fā)送給中央處理控制單元130。

環(huán)境光傳感器表面有光電二極管，能夠將照射其表面的光強轉換為相應的電信號，不同的環(huán)境光傳感器的存儲位數(shù)N，可以轉換為2^N種不同的信號，對應不同的光強度。環(huán)境光傳感器中存儲有采集的上一個環(huán)境光的光強度，若當前采集的環(huán)境光強度的電信號值與上一個環(huán)境光的光強度的電信號值相差不大的時候，說明環(huán)境光沒有發(fā)生明顯的變化，此時不需要改變顯示亮度；若當前采集的環(huán)境光強度的電信號值與上一個環(huán)境光的光強度的電信號值相差較大的時候，說明環(huán)境光發(fā)生了明顯的變化，需要調節(jié)顯示亮度。增加了判斷顯示亮度是否需要調節(jié)的過程，可以有效提高中央處理器的處理效率，而不是對每次采集的周圍光強度電信號值都進行處理，且只有變化量大于設定閾值的時候才進行調節(jié)，當環(huán)境光變化不是特別大的時候可以不用調節(jié)，也在一定程度上減少了功耗。當需要調節(jié)顯示亮度的時候，環(huán)境光傳感器會向中央處理控制單元130發(fā)出一個中斷信號，以表示顯示亮度需要調節(jié)，并將當前采集的環(huán)境光強度的電信號值存儲。

中央處理控制單元130，用于在接收到中斷信號時，讀取環(huán)境光傳感器存儲的該電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元的驅動控制芯片輸出相應的供電電壓。

可通過兩種方法實現(xiàn)電源管理單元向顯示單元輸出的供電電壓的控制。方法如下：

(1)相對于上一次讀取的電壓信號值來說，中央處理控制單元130將該電信號值與上一次讀取的電壓信號值相比較，若大于上一次讀取的電壓信號值，則控制電源管理單元140輸出高一檔的供電電壓；若小于上一次讀取的電壓信號值，則控制電源管理單元140輸出低一檔的供電電壓。這里的高一檔的供電電壓和低一檔的供電電壓可以根據(jù)使用環(huán)境和用戶對產(chǎn)品體驗的統(tǒng)計結果進行設定。例如，通常情況下，該裝置會經(jīng)歷的環(huán)境變化是室內和室外之間，那么在進入室外陽光下的時候，環(huán)境光突然變強，當前電信號大于上一電信號值，根據(jù)用戶的體驗，比環(huán)境光稍微暗點的亮度就可以滿足要求，可設定的高一檔的電壓可以比環(huán)境光強度對應的電信號小的值，實現(xiàn)人性化控制，也可以在一定程度上減少功耗。

(2)相對于桑倩環(huán)境光強度來說，根據(jù)使用環(huán)境和用戶對產(chǎn)品體驗的統(tǒng)計，在中央處理控制單元130中預先設定不同的預設光強閾值范圍，中央處理控制單元130讀取環(huán)境光傳感器存儲的電信號值后，判斷該電信號值所在的預設光強閾值范圍，然后控制電源管理單元140向顯示單元120輸出對應預設光強閾值范圍的供電電壓。用戶的需求不一樣，例如，同一樣的環(huán)境光強度，有的用戶可能需要比環(huán)境光更亮一點的顯示亮度，有的用戶可能需要和環(huán)境光一樣的顯示亮度，如果只是簡單的將顯示亮度調節(jié)成環(huán)境光的亮度，不能完全滿足用戶的需求。設定不同的預設光強閾值范圍，判斷環(huán)境光的電信號值所在的預設光強閾值范圍，可以保證顯示亮度更加適應環(huán)境光強度以及用戶的需求，這里設定光強閾值范圍所對應的供電電壓可以是和周圍環(huán)境光的電信號值相匹配的，也可以比周圍環(huán)境光所需的供電電壓稍大或者稍小。例如，設定預設光強閾值范圍為100-200、201-300、301-400、401-500，當檢測到周圍環(huán)境光發(fā)生變化后，周圍環(huán)境光強度的供電電壓為350，在301-400的范圍內，那么就調節(jié)顯示亮度為301-400所對應的供電電壓，可設定350，也可設定為380或者320。設定的不同的預設光強閾值范圍是根據(jù)使用環(huán)境和用戶體驗的統(tǒng)計，這樣就可以最大程度上的滿足用戶的需求，適宜用戶的使用習慣，使顯示亮度的調節(jié)更加人性化，而不是當環(huán)境光增強或者減弱的時候，簡單的調節(jié)到和環(huán)境光一樣的亮度。

顯示單元120包括顯示屏以及驅動控制芯片，驅動控制芯片根據(jù)接收到的供電電壓控制顯示屏的顯示亮度。

可見，本發(fā)明的技術方案可以實現(xiàn)顯示屏顯示亮度的自動調節(jié)，以適應周圍環(huán)境的光強度，在環(huán)境明亮情況下能夠自適應調高屏幕亮度，使用戶看清屏幕顯示；在昏暗的環(huán)境下能自動調低屏幕亮度，用戶不會感到刺眼；且可防止單一亮度引起的過度功耗，延長待機時間，增加用戶體驗。

圖2為本發(fā)明一個實施例提供的一種虛顯示亮度自調節(jié)裝置的電路示意圖。如圖2所示，光強度采集單元110還包括電源開關Q1和下拉電阻R；其中，電源開關Q1為NMOS管。

電源開關Q1的柵極G連接中央處理控制單元MCU的第一輸入/輸出接口I/O_1以及下拉電阻R的第一端，下拉電阻R的第二端接地GND；電源開關Q1的漏極D連接電源管理單元；電源開關Q1的源極S連接環(huán)境光傳感器ALS的供電接口VDD；環(huán)境光傳感器ALS的地址選擇接口ADDR和接地接口GND都接地；環(huán)境光傳感器ALS的數(shù)據(jù)信號接口SDA和時鐘信號接口SCL分別連接中央處理控制單元MCU數(shù)據(jù)信號接口SDA和時鐘信號接口SCL；環(huán)境光傳感器ALS的中斷接口INT連接中央處理控制單元MCU的第二輸入/輸出I/O_2接口。

為了保證輸入環(huán)境光傳感器ALS中的電壓的穩(wěn)定性，在本發(fā)明的一個實施例中，光強度采集單元還包括去耦電容C；

去耦電容C的第一端接電源開關Q1的源極S與環(huán)境光傳感器ALS的供電接口VDD的連接端；去耦電容C的第二端接地GND。

圖2所示的系統(tǒng)電路的具體工作原理為：

(1)系統(tǒng)上電。

當電源管理單元輸出系統(tǒng)電(Vsys)給整個系統(tǒng)上電，Vsys電平通過可通過電源管理單元中的電壓轉換單元轉換后給系統(tǒng)供電，電源管理單元可以采用鋰電池或者外接電源的形式供電。

(2)初始化。

系統(tǒng)上電后，中央處理控制單元MCU首先進行初始化，配置中央處理控制單元MCU的I/O—_1和I/O_2的電平狀態(tài)，之后與其他單元通信并讀取每個單元的狀態(tài)，判定每個單元是否工作正常。

(3)開啟環(huán)境光檢測開關。

如圖2所示，在屏幕不需要顯示時，中央處理控制單元MCU控制I/O_1端口持續(xù)輸出低電平，電源開關Q1無法開啟；在需要屏幕顯示之前，中央處理控制單元MCU的I/O_1端口優(yōu)先輸出高電平，電源開關Q1的柵極G檢測到高電平后，將漏極D和源極S導通，Vsys輸入環(huán)境光傳感器ALS的供電接口VDD，環(huán)境光傳感器ALS正常工作，中央處理控制單元MCU完成開啟環(huán)境光檢測開關動作。

(4)檢測光強度并進行閾值對比。

環(huán)境光傳感器ALS表面有光電二極管，能夠將照射其表面的光強轉換為相應的電信號值。

當外界環(huán)境的光強發(fā)生變化時，產(chǎn)生的瞬態(tài)電信號也會發(fā)生變化，對每次采集的電信號值進行判斷。當外界光強變化不大，電信號值的變化量較小，未超過設定閾值時，環(huán)境光傳感器ALS會繼續(xù)采集光強；當電信號值的變化量超過設定的閾值時，環(huán)境光傳感器ALS產(chǎn)生中斷信號，通過中斷接口INT及時反饋到中央處理控制單元MCU，并存儲當前光強的電信號值。

(5)中央處理控制單元MCU控制顯示單元調節(jié)亮度。

當中央處理控制單元MCU未收到環(huán)境光傳感器ALS的中斷接口INT發(fā)出的中斷信號，則控制電源管理單元輸出上一次的電壓值，顯示屏的亮度為上一次顯示的亮度；當MCU收到環(huán)境光傳感器ALS的中斷接口INT發(fā)出的中斷信號，則通過數(shù)據(jù)信號接口SDA和時鐘信號接口SCL讀取ALS中存儲的電信號值，判斷該電信號值所在預設光強閾值范圍，控制電源管理單元輸出對應預設光強閾值范圍的供電電壓，從而控制顯示屏更亮或更暗，即實現(xiàn)在外界環(huán)境較亮時，顯示更亮；外界環(huán)境較暗時，顯示較暗。

完成一次循環(huán)后，中央處理控制單元MCU會先判斷顯示屏是否顯示，如果屏持續(xù)顯示，則環(huán)境光傳感器ALS會進行下一次檢測；如果屏幕關閉，則中央處理控制單元MUC的I/O_1輸出低電平，關閉電源開關Q1，關閉環(huán)境光傳感器ALS檢測功能。

為了控制環(huán)境光傳感器采集光的范圍，在本發(fā)明的一個實施例中，光強度采集單元110還包括透光鏡片，用于控制光的采集范圍及保護環(huán)境光傳感器。

圖3為本發(fā)明一個實施例提供的一種顯示亮度自調節(jié)方法流程圖。如圖3所示，該方法包括：

步驟S310，利用環(huán)境光傳感器采集周圍環(huán)境的光強度，將采集的光強度轉換為對應的電信號值，并將該電信號值與存儲的上一電壓信號值相比較；

步驟S320，若二者的電信號值的變化量超過設定閾值則存儲該電信號值，并產(chǎn)生一中斷信號發(fā)送給中央處理控制單元；

步驟S330，中央處理控制單元根據(jù)該中斷信號讀取環(huán)境光傳感器存儲的該電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元輸出相應的供電電壓；

步驟S340，顯示單元的驅動控制芯片根據(jù)接收到的供電電壓控制顯示單元的顯示屏的顯示亮度。

可見，本方法可以實現(xiàn)顯示亮度的自動和人性化調節(jié)，以適應周圍環(huán)境的光強度，防止單一亮度引起的過度功耗，延長待機時間，增加用戶體驗。

在本發(fā)明的一個實施例中，圖3所示的方法還包括：設置電源開關和下拉電阻；其中，電源開關為NMOS管；

將電源開關的柵極連接中央處理控制單元的第一輸入/輸出接口以及下拉電阻的第一端，下拉電阻的第二端接地；將電源開關的漏極連接電源管理單元；將電源開關的柵極連接環(huán)境光傳感器的供電接口；將環(huán)境光傳感器的地址選擇接口和接地接口都接地；將環(huán)境光傳感器的的數(shù)據(jù)信號接口和時鐘信號接口分別連接中央處理控制單元數(shù)據(jù)信號接口和時鐘信號接口；將環(huán)境光傳感器的中斷接口連接中央處理控制單元的第二輸入/輸出接口；

通過中央處理控制單元的第一輸入/輸出接口輸出高/低電平控制電源開關相應的關啟/關閉。

通過中央處理控制單元的第二輸入/輸出接口接收環(huán)境光傳感器的中斷信號。

在本發(fā)明的一個實施例中，圖3所示的方法還包括：設置透光鏡片，通過透光鏡片控制光的采集范圍及保護環(huán)境光傳感器。

在本發(fā)明的一個實施例中，步驟S330中的中央處理控制單元根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元輸出相應的供電電壓包括：

中央處理控制單元將該電信號值與上一次讀取的電壓信號值相比較，若大于上一次讀取的電壓信號值，則控制電源管理單元輸出高一檔的供電電壓；若小于上一次讀取的電壓信號值，則控制電源管理單元輸出低一檔的供電電壓。這里的高一檔的供電電壓和低一檔的供電電壓可以根據(jù)使用環(huán)境和用戶對產(chǎn)品體驗的統(tǒng)計結果進行設定。例如，通常情況下，該裝置會經(jīng)歷的環(huán)境變化是室內和室外之間，那么在進入室外陽光下的時候，環(huán)境光突然變強，當前電信號大于上一電信號值，根據(jù)用戶的體驗，比環(huán)境光稍微暗點的亮度就可以滿足要求，可設定的高一檔的電壓可以比環(huán)境光強度對應的電信號小的值，實現(xiàn)人性化控制，也可以在一定程度上減少功耗。

圖4為本發(fā)明一個實施例提供的一種智能穿戴設備示意圖。如圖4所示，該智能穿戴設備400包括控制開關410和如圖1所示的顯示亮度自調節(jié)裝置420；其中，控制開關410，用于控制顯示亮度自調節(jié)裝置的開/關，用戶可根據(jù)意愿自行決定是否需要進行顯示亮度的自調節(jié)，還可以減少智能穿戴設備的功耗。

在本發(fā)明的一個實施例中，智能穿戴設備為智能手環(huán)。

需要說明的是，圖3所示的方法和圖4所示的智能穿戴設備的各實施例與圖1所示的裝置的各實施例對應相同，上文已有詳細說明，在此不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明通過光強度采集單元中的環(huán)境光傳感器采集周圍光強度，當當前光強度的電信號值與存儲的上一電信號值的變化量超過設定閾值，環(huán)境光傳感器產(chǎn)生一中斷信號，中央處理控制單元在接收到該中斷信號時，讀取當前光強度的電信號值，根據(jù)該電信號值控制電源管理單元向顯示單元輸出相應的供電電壓，使顯示單元中的顯示屏的顯示亮度適應環(huán)境的光強度，最大程度的適應用戶的不同需求?？梢姡景l(fā)明的技術方案可以實現(xiàn)顯示屏顯示亮度的自動調節(jié)，以適應周圍環(huán)境的光強度，防止單一亮度引起的過度功耗，延長待機時間，增加用戶體驗。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，在本發(fā)明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行其他的改進或變形。本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好的解釋本發(fā)明的目的，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。