移動手持電子設備上的自動屏幕和鍵盤亮度調整的製作方法

2023-05-23 01:18:31

專利名稱：：移動手持電子設備上的自動屏幕和鍵盤亮度調整的製作方法
技術領域：
：本申請一般涉及電子設備，更具體地，涉及用於在移動電子設備上自動調整屏幕和鍵盤亮度的方法。
背景技術：
：根據不同的操作環境可以調整手持電子設備上的液晶顯示(LCD)屏幕和鍵盤亮度，從而提供最佳用戶體驗。例如，在戶外或陽光環境下，LCD背光必須非常亮以達到可讀，並且鍵盤背光應該關閉以節約電量。在正常的室內或辦公條件下，應該以中等亮度操作LCD背光而鍵盤背光通常應該關閉。在昏暗或黑暗條件下，LCD背光應該在低強度上，從而防止視覺疲勞，並且鍵盤背光應該打開。當用戶在不同工作環境間移動時，環境照明條件可以迅速改變。例如，從室內走到室外可以使LCD屏幕立即不可讀，除非增加LCD背光的亮度。相反地，當用戶從明亮的環境移入昏暗照明的室內，鍵盤會不可讀，除非鍵盤背光開啟。在GPS顯示器和膝上型電腦中已經實現現有技術設置，用於提供基本自動屏幕和鍵盤背光調整。然而，當用戶在不同的周圍照明環境間移動時，已知沒有這樣的現有技術背光算法來解決當用戶在不同的環境光條件之間移動時，對LCD和鍵盤背光調整的獨立控制。此外，己知現有技術沒有解決響應用戶將他的或她的手持電子設備從可佩帶的皮套附件移出時提供快速背光調整的問題、或當針對該設備的光傳感器和消息通知指示器共享公共光管時檢測環境光的問題(如2005年7月25日提交的，名為SHAREDLIGHTPIPEFORAMESSAGEINDICATORANDLIGHTSENSOR的共同未決的美國專利申請No.11/187,867中所述)。WO00/41378公開了一種手持可攜式設備，包括用戶界面、用於檢測射入用戶界面至少一部分的光的光檢測器、用於將所檢測到的光與給定閾值進行比較的比較器、以及用於控制用於根據比較器的輸出照亮用戶界面的照明器的控制裝置。EP1505567公開了一種方法和一種系統，用於在具有攝像頭和數字背光顯示器的電子設備中，針對顯示器自動地調整背光強度等級，從而攝像頭用於確定環境光等級，以及根據所確定的環境光等級調整背光等級。
發明內容根據本說明書的一個方面，描述了一種方法，優選地，用於自動地調整屏幕和鍵盤亮度，以便在變化的照明條件下達到最佳清晰度，同時對用戶產生最小的視力疲勞和精力分散。優選地，當設備從皮套中移出時，儘管沒有最佳環境光檢測，但是響應於用戶從皮套中取出他的或她的手持設備，做出正確的屏幕和鍵盤調整。根據另一方面，所描述的方法允許在手持設備中的環境光檢測，其中光傳感器和消息通知指示器共享公共光管。因此，根據本說明書，提供了一種用於在具有光傳感器、顯示屏和鍵盤的移動電子設備上自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法，包括從所述光傳感器獲得光等級採樣，以及響應於所述光等級採樣，獨立地調整鍵盤背光的背光強度和所述顯示屏的背光強度，其中將所述顯示屏和所述鍵盤背光的背光強度從較亮到較暗的調整控制為漸進調整，而將所述顯示屏和所述鍵盤背光的背光強度從較暗到較亮調整控制為快速調整。參照以下描述和附圖，將較好地理解用於在移動手持電子設備上自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法，其中圖1是與根據一個實施例提出的用於自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法相關聯的手持移動電子設備的表示；圖2是圖1中的電子設備中的特定內部組件的框圖3是示出用於自動調整圖1的電子設備中屏幕亮度的方法中的步驟的流程圖4是示出了當電子設備在昏暗模式下時圖3的方法中的步驟的流程圖5是示出了當電子設備在辦公模式下時圖3的方法中的步驟的流程圖6是示出了當電子設備在明亮模式下時圖3的方法中的步驟的流程圖7是示出了用於在圖1的電子設備中自動地調整鍵盤亮度的步驟的流程圖8是示出了用於控制針對圖3和圖7的方法的採樣率的步驟的流程圖。具體實施例方式參照圖1，一般由數字20指示移動手持電子設備。在本實施例中，電子設備20基於無線個人數字助理的計算環境和功能。然而，可以理解，行動裝置20不限於無線個人數字助理。其它電子設備可以是諸如臺式計算機、蜂窩電話、GPS接收機、靈通電話、以及膝上型計算機。再參照本實施例，電子設備20包括外殼22，用於容納機械振動裝置(未示出)以及框住LCD顯示器24、揚聲器26、消息通知指示器28、軌跡輪30、退出鍵32以及鍵盤34。優選地，消息通知指示器28是以具有分別在發光二極體(LED)和環境光傳感器終止的兩個內部分支的光管的形式，如在2005年7月25日提交的名為SHAREDLIGHTPIPEFORAMESSAGEINDICATORANDLIGHTSENSOR的共同未決的美國專利申請號11/187，867中所述。可以沿著箭頭"A"的路徑向內按壓軌跡輪30和退出鍵32作為提供附加用戶輸入的方式。如本領域技術人員所知，外殼22由適合的材料製成，並且可以存儲在例如包括用於附加在用戶皮帶的附件的皮套中(未示出)。現在參照圖2，提供設備20中的特定內部組件的框圖。設備20基於包括與只讀存儲器(ROM)38相連接的處理器36的微型計算機，該只讀存儲器38包含處理器36可執行的多個應用程式，用於使設備20能夠執行特定功能。處理器36也與負責設備20的各種非易失性存儲功能的隨機存取存儲器單元(RAM)40和永久存儲器設備42相連接。處理器36從包括軌跡輪30、退出鍵32、以及鍵盤34的各種輸入設備接收輸入。處理器36輸出至包括LCD顯示器24、揚聲器26、指示器28以及機械振動設備43的各種輸出設備。處理器36也與內部時鐘44以及數據機和無線電設備46相連接。制解調器和無線電設備46使用天線48與各種無線網絡相連接。現參照圖3，示出了用於在圖l和2的移動手持電子設備上自動調整屏幕24和鍵盤34亮度的方法的流程圖。通過處理器36可執行的應用程式中的算法實現該方法，來正確地在三個屏幕特定環境光模式(這裡分別稱為昏暗、辦公和明亮模式)和兩個鍵盤特定環境光模式(這裡分別稱為鍵盤開和鍵盤關模式)之間切換。獨立於鍵盤特定模式而確定屏幕特定模式。在昏暗模式中，將屏幕24的背光變得昏暗用於低照明環境，在辦公模式中，將屏幕24的背光設定至適合辦公環境的亮度。在明亮環境中，將屏幕24設定為全亮度，以適合明亮陽光下的可讀性(如下所示，無論何時啟用明亮模式，都會啟用鍵盤關模式)。在鍵盤開模式中，打開鍵盤背光。在鍵盤關模式中，關閉鍵盤背光。通過所檢測的環境光條件確定昏暗、辦公、明亮、鍵盤開和鍵盤關模式，並操作用於將背光設定為適合的操作狀態，正如以下將詳細討論的。每個環境光模式具有表A中所提出的相應的亮度/狀態值，其中"%PWM"代表依據特定佔空比的可變基頻的脈衝寬度調製信號的佔空比，以及"勒克斯範圍"代表環境光強度的範圍(以勒克斯為單位測量，其中勒克斯代表入射在表面的每平方米的可見光的量)，其中每個模式操作表A_complextableseeoriginaldocumentpage7complextableseeoriginaldocumentpage8如表A所示，屏幕24背光在3%到6.5%PWM間的5或10個謹慎步驟(discreetstep)中以及從10%到40%PWM的另外5或10個謹慎步驟中是可調整的，並且也可以設定至'100y。PWM。背光亮度控制也允許這些步驟(除了關閉狀態之外)中任一之間平滑和快速的衰落(200ms)和慢衰落0-1.5s)。鍵盤34背光在從0%到100%的至少5個謹慎步驟中是可調整的，允許在這些謹慎等級的每個和關閉狀態之間的平滑、快速衰落(200ms)和非常慢的衰落(理想地，4-5秒)。當打幵設備20時，一開始該算法(步驟50)，通常便使用光傳感器同時感測到的環境光，將背光模式初始化為適合的模式。接下來，以所設定的間隔獲取光傳感器採樣，並在任何給定時間將其保持在包含五個最近釆樣的緩衝器中(步驟52)。該緩衝器被稱為採樣窗口，因為它是移動的窗口，從而當接收到每個新採樣時，從緩衝器中丟棄窗口中最舊的採樣。每個光傳感器採樣間的時間量確定採樣率。典型採樣率是每1.2秒一個釆樣，儘管在某些情況下，可以針對5個採樣臨時將採樣率增加至400ms以便於屏幕和鍵盤背光的快速調整。在步驟54處，通過將採樣窗口中的所有採樣進行排序並選擇中位數值(即窗口中第三採樣)，來計算中間採樣值。當接收到每個採樣時，計算採樣窗口中的新中位數值，並根據狀態表B中所列出的閾值(其中ADC代表模數轉換器輸出值)，將該中位數值與各個閾值進行比較(步驟56)，來確定背光調整是否必要。complextableseeoriginaldocumentpage8獨立於LCD背光模式，處理鍵盤背光模式:當前模式是鍵盤開模式當前模式是鍵盤關模式50切換至鍵盤關模式n/a在表B中表示的ADC閾值和光強度值之間的關係如下ADC7=16勒克斯，ADC14=70勒克斯，16ADC=60勒克斯，50ADC=250勒克斯,ADC450=3000勒克斯，以及ADC650=4400勒克斯.在圖4、5和6的流程圖中描述狀態表B的操作。因而，如圖4所示，當背光在昏暗模式時，將中間採樣值與閾值14(70勒克斯)比較(步驟58)，並且如果該值大於14，則選擇背光操作的辦公模式(步驟62)，其中屏幕24的背光具有適合辦公環境的亮度。然而，如果中間採樣值大於650(步驟64)，則選擇背光操作的明亮模式(步驟66)，其中將屏幕24的背光設定為全亮。如圖5所示，當背光在辦公模式時(步驟68)，將中間採樣值與閾值7(16勒克斯)比較(步驟70)，並且如果該值小於7，則選擇背光操作的昏暗模式(步驟72)，其中屏幕24的背光為昏暗。然而，如果中間採樣值大於650(步驟74)，則選擇背光操作的明亮模式(步驟76)，其中將屏幕24的背光設定為全亮。如圖6所示，當背光在明亮模式時(步驟78)，將中間採樣值與閾值7比較(步驟80)，並且如果該值小於7，則選擇背光操作的昏暗模式(步驟82)，其中屏幕24的背光為昏暗。如果中間釆樣值小於450(步驟84)，則選擇背光操作的辦公模式(步驟86)，其中將屏幕24的背光設定為適合辦公環境的亮度。從圖4至5中，將注意，從昏暗模式變為辦公模式的閾值比從辦公模式變為昏暗模式的閾值大。這補償了環境光在特定閾值處停留的情況，並防止了背光狀態間不斷的轉換。將類似的滯後現象結合至辦公和明亮模式間的閾值中(圖5和6)。如上所示，獨立於屏幕24背光控制鍵盤34照明，來允許鍵盤較快地響應昏暗環境，並且允許LCD較快地響應辦公和明亮或陽光環境。因而，屏幕背光可以在辦公或明亮模式下，而鍵盤背光仍然在鍵盤-開的模式中(臨時地)。如圖7中所示，當鍵盤背光關閉時(步驟88)，將每個釆樣值(而不是中間採樣值)與閾值16相比較(步驟90)，並且如果該值小於16，則鍵盤34背光立即打開(步驟92)。這確保如果用戶不能看到鍵盤34，不必等待鍵入。這意味著當設備20實際不在昏暗或黑暗環境中但出於某種原因接收到小於16的單個採樣時，鍵盤有時可以過早地打開。這確保鍵盤34—直可用，即使汲取了略多的電量，以及用戶可能會對為何鍵盤背光在一些情況下出現"隨機"打開略有困惑。理想地，鍵盤34應該在接收到單個"昏暗"採樣後迅速打開(大約200ms)，但非常緩慢地變暗，從而使其很難被注意到(例如5-10秒)。這有助於當LCD屏幕24背光關閉時，消除注意力分散(以及可能的困惑)。當鍵盤背光開啟時，將連續採樣值與閾值50相比較(步驟94)，並且一旦接收到30秒的大於50的連續採樣，鍵盤34則關閉(步驟88)。這避免了會使用戶分心和惱火的在高度可變照明環境中鍵盤背光開和關的"系統失效"的可能性。通過使用採樣窗口中的中間採樣用於模式改變決定，有效地濾出簡短的照明波動(例如持續少於800ms的亮閃)，而仍針對進入具有明亮陽光的區域或在明亮的陽光中從皮套中拉出設備提供可接收的快速響應。因為針對當前活動的模式，需要採樣窗口中的所有五個釆樣小於閾值以影響模式改變，所以也可以忽略通過昏暗環境的少於5秒的轉換。由於用戶的眼睛需要花費幾秒鐘來適應較昏暗的環境，所以算法允許LCD屏幕24亮度漸進地調整。如圖8所示，當設備20關閉或在皮套中(步驟IOO)以節約電池壽命時，以及因為光傳感器有可能被胳膊遮擋(設備20在皮套中)、或在書包或口袋中而採樣不可能有效，所以不獲取光傳感器採樣(即休眠模式)。當光傳感器軟體"醒來"(步驟102)，採樣和背光調整針對下一批五個採樣利用快速採樣率(400ms)開始(步驟106)。所接收的第一採樣用於初始化整個採樣窗口，如果第二採樣比第一採樣亮，則該值用於初始化整個採樣窗口。如果第三採樣比前兩個亮，則將其用於初始化採樣窗口。之後，正常的採樣率是每1.2秒一個採樣(步驟108)。優選地，每個光傳感器採樣實際上是通過大約9秒的時段獲取的多個快速採樣的平均值。更具體地，通過9ms的時段獲取至少8個ADC讀數，從而可以將這些讀數取平均以增加每個採樣的可靠性，並且在AC室內照明中濾出小偏差(variance)。當設備20從其皮套中被拉出，從口袋或袋中被移除等時，光傳感器很可能會臨時被用戶的手或襯衫部分地遮擋。這意味著為了轉換至昏暗模式，第一對採樣可以在閾值之下，即使設備20在辦公模式下操作。同樣，第一對採樣可以指示辦公模式，即使該設備在明亮的環境下。然而，當該設備在昏暗的環境下時，接收到較亮的採樣幾乎是不可能的。因而，如上所述，當皮套20從皮套中拉出時，將整個採樣窗口初始化至最大採樣。如果屏幕24由於系統超時或電源鍵被按下而關閉，但設備20還沒有關閉或放回到皮套中(步驟IIO)，則光傳感器採樣回復到休眠模式(步驟100)(假設屏幕24在它接收下一批五個採樣所用的時間內沒有關閉)。因為屏幕24可能會在用戶正在閱讀屏幕時超時(timeout),所以提供這五個採樣的延遲。用戶通常通過按鍵來立即再次喚醒屏幕(即打開背光)來處理這種情況。在這種情況下，不將採樣窗口重新設置為休眠模式。如果LCD屏幕24—直關閉幾秒鐘，則由於設備環境可能改變而將採樣窗口重新設置為休眠模式。基於上述論述，LCD屏幕24的亮度在800ms至2秒內響應從較昏暗到較明亮的環境的改變。這是接收三個較亮的採樣(用於設置5個採樣窗口的中位數值)所用的時間量。在較亮環境中，第一採樣觸發了快速400ms採樣率(步驟104)，然而，在接收到第一採樣之前需要1,2秒。LCD屏幕24的亮度在大約6秒內響應從較亮環境到較暗模式的改變。在較暗模式中，需要5個連續的採樣來轉換至新的模式。當向下調整屏幕24的背光亮度時，背光緩慢地衰落至新的亮度等級。該衰落需要大約1至1.5秒。如上結合圖1所述，光傳感器和消息指示LED共享公共的光管。如果圖8的採樣算法要求在LED打開時獲取光傳感器採樣，則延遲採樣，直到LED關閉之後(除非設備20在從其皮套中拉出的過程中)。在這種情況下，如果在將設備20從其皮套中移出等時LED是打開的，則"仿造"初始低光採樣，從而不延遲打開LCD屏幕24的背光(這隻有在接收到採樣時才會發生)。控制每個LED開/關轉換，從而可以給這裡提出的LED開/關轉換的自動背光軟體提供狀態信息。優選地，在所述方法中使用粗定時器(例如+/-12.5%的偏差)。粗定時器的使用使處理器36由於定時器事件而必須醒來的次數最小化。因而，在本說明書中所指的所有時間的特徵在於+/-12.5%的可能誤差。如果按下設備20的電源按鈕，則明顯地增加屏幕24的亮度。這臨時忽略了亮度調整算法，直到屏幕關閉，並且當屏幕再次打開時，恢復正常的屏幕亮度調整。用戶通過從設備20顯示的屏幕/鍵盤選項屏幕進入的"自動背光"選項，改變或禁用這裡提出的光傳感器的功能。這啟用了背光功能，該功能允許用戶按下電源按鈕以在l)用戶選擇亮度；2)超亮；以及3)背光/LCD關之間循環。當LCD屏幕24打開時，鍵盤34的背光總是打開的。當LCD屏幕24關閉時，鍵盤34的背光總是關閉的。儘管這裡描述的實施例提出了用於在移動手持電子設備上自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法的具體實施方式，但是針對這些實施例的修改和變化在本申請的範圍和領域之內。例如，如上所述，這裡提出的背光亮度調整方法不限於在手持電子設備的應用，但可以有利地應用在諸如臺式計算機、蜂窩電話、GPS接收機、靈通電話、以及膝上型計算機的其它電子設備。此外，可以預想儘管獨立於LCD屏幕背光調整，但鍵盤背光可以有利地在各種照明模式(例如昏暗、辦公和明亮)之間轉換，而不是簡單地在開和關之間切換。本領域技術人員已知許多其它修改和變化。所有這些修改和變化都在本申請的範圍和領域之內。權利要求1.一種用於在具有光傳感器、顯示屏(24)和鍵盤(34)的移動電子設備(20)上自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法，包括從所述光傳感器獲得光等級採樣；以及響應於所述光等級採樣，獨立地調整鍵盤背光的背光強度和所述顯示屏(24)的背光強度，其中將所述顯示屏(24)和所述鍵盤背光的背光強度從較亮到較暗的調整控制為漸進調整，而將所述顯示屏和所述鍵盤背光的背光強度從較暗到較亮的調整控制為快速調整。2.如權利要求1所述的方法，其中調整所述顯示屏(24)的背光強度還包括將所述採樣的中位數值與同背光強度的昏暗、辦公和明亮模式相對應的相應閾值進行比較。3.如權利要求2所述的方法，其中，根據下列任一方式來調整所述背光強度如果所述採樣的所述中位數值大於大約70勒克斯，則從昏暗模式調整為辦公模式；如果所述採樣的所述中位數值大於大約4400勒克斯，則從昏暗模式調整為明亮模式；如果所述釆樣的所述中位數值小於大約16勒克斯，則從辦公模式調整為昏暗模式；如果所述採樣的所述中位數值大於大約4400勒克斯，則從辦公模式調整為明亮模式；如果所述釆樣的所述中位數值小於大約16勒克斯，則從明亮模式調整為昏暗模式；或者如果所述釆樣的所述中位數值小於大約3000勒克斯，則從明亮模式調整為辦公模式。4.如權利要求1至3中任一所述的方法，其中，在預定時間段內，如果當前光等級採樣始終小於第一閾值，則將所述鍵盤(34)的背光強度從關模式調整為開模式，以及如果所述當前光等級釆樣始終大於第二閾值，則將所述鍵盤(34)的背光強度從開模式調整為關模式。5.如權利要求4所述的方法，其中所述第一閾值是大約60勒克斯。6.如權利要求4或5所述的方法，其中所述第二閾值是大約250勒克斯，以及所述預定時間段是大約30秒。7.如權利要求2、以及從屬於權利要求2的權利要求3至6中任一所述的方法，其中，如果所述光傳感器被激活，或者如果從所述昏暗模式轉換為所述辦公或明亮模式，或者如果從所述辦公模式轉換為所述明亮模式，則以第一採樣率獲取所述光等級採樣，否則以第二採樣率獲得所述光等級採樣。8.如權利要求2或7所述的方法，其中根據所述光等級採樣中的五個連續採樣計算所述中位數值。9.如權利要求7或從屬於權利要求7的權利要求8所述的方法，其中針對五個採樣保持所述第一採樣率，而以第二採樣率獲得其它光等級採樣。10.如權利要求9所述的方法，其中所述第一採樣率是大約每400ms一個採樣，以及所述第二採樣率是大約每1.2ms—個採樣。11.如權利要求IO所述的方法，其中所述第一和第二採樣率中的每一個均具有大約+/-12.5%的偏差。12.如權利要求8所述的方法，其中通過排序並選擇所述五個採樣中的第三個，來計算所述中位數值。13.如權利要求4至12中任一所述的方法，其中響應於在大約30秒內的連續光等級採樣始終大於所述第二閾值，將所述鍵盤(34)的背光強度從開模式調整到關模式。14.一種手持電子設備(20)，包括用於在所述設備中實現如權利要求1至13中任一所述的方法的裝置(36)。15.—種電腦程式產品，包括設置用於存儲可執行代碼裝置的計算機可讀介質(38)，當手持電子設備(20)的處理器(36)執行所述可執行代碼裝置時實現權利要求1-13中任一所述的方法。16.—種通信系統，包括多個如權利要求14所述的手持電子設備(20)。全文摘要提出了一種用於在具有光傳感器、顯示屏和鍵盤的移動電子設備上自動地調整屏幕和鍵盤亮度的方法，以便在變化的照明條件下達到最佳清晰度，同時對用戶產生最小的視力疲勞和精力分散。該方法包括從光傳感器獲得光等級採樣，並響應於該光等級採樣，獨立地調整顯示屏和鍵盤的背光強度。優選地，當設備從皮套中移出時，儘管沒有最佳環境光檢測，但是響應於用戶從皮套中取出他的或她的手持設備，做出正確的屏幕和鍵盤調整。根據另一方面，所描述的方法允許在手持設備中的環境光檢測，其中光傳感器和消息通知指示器共享公共光管。文檔編號G06F15/02GK101346755SQ200680049119公開日2009年1月14日申請日期2006年10月26日優先權日2005年10月31日發明者肯吳,安德魯·博金,布魯斯·溫特,康拉德·亞歷山大·克裡克,戴爾·布魯貝克-克瑞斯曼,傑姆斯·羅賓遜,傑爾·馬沃克斯,羅伯特·J·洛萊斯,艾哈邁德·哈希申請人:捷訊研究有限公司