按鍵燈亮度自動調節電路及具有該電路的手機的制作方法

專利名稱：按鍵燈亮度自動調節電路及具有該電路的手機的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于移動通信設備技術領域，具體地說，是涉及一種可以自動調節按
鍵燈亮度的控制電路以及采用該按鍵燈亮度自動調節電路所設計的可拍照手機。
背景技術：
當前的手機外觀設計主流是超薄、大屏，這樣的結構設計勢必造成電池的結構空 間很小，使得電池容量較小，對手機續航時間造成了相當大的挑戰。 現有手機的按鍵燈控制方案基本采用"常開"、"常關"和"用戶自定義點亮時段"三 種可供選擇的控制方式。當選用"常關"選項時，在夜晚或者弱光的環境下很不方便手機的 使用，因而少有用戶選擇該狀態；而選用"用戶自定義點亮時段"選項，雖然能夠滿足多數用 戶的正常使用，但是，對于某些用戶需要常常經歷強光、弱光交替變換的不同環境，這種情 況下"用戶自定義點亮時段"方式也顯得不方便，因此，這類用戶只有選擇"常開"選項才能 滿足各種環境下的使用。但是，"常開"狀態無疑會增加電量消耗，縮短手機的續航時間。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種可以根據外部環境的光線強度自動調節按鍵燈 亮度的控制電路，在滿足用戶在各種環境下都能正常使用手機的前提下，可以起到有效降 低電量消耗，延長手機續航時間的效果。 為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現 —種按鍵燈亮度自動調節電路，包括按鍵燈單元、CPU、以及與所述CPU相連接的
按鍵掃描電路和攝像頭；所述CPU通過一按鍵燈驅動電路連接所述的按鍵燈單元，當CPU通
過所述按鍵掃描電路檢測到按鍵被激活時，啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而從
采集到的圖像中提取出光強度信號，并根據該光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出至
所述的按鍵燈驅動電路；所述按鍵燈驅動電路根據不同的驅動控制信號生成不同幅值的模
擬電壓或者模擬電流輸出至所述的按鍵燈單元，對按鍵燈的亮度進行調節。 作為所述按鍵燈驅動電路的其中一種設計方式，在所述按鍵燈驅動電路中包含有
一數模轉換器，CPU以數字格式生成所述的驅動控制信號，輸出至所述數模轉換器的輸入
端，所述數模轉換器將接收到的驅動控制信號轉換生成相應的模擬電壓信號，通過其輸出
端輸出至所述的按鍵燈單元，對按鍵燈的亮度進行調節，由此可以實現按鍵燈亮度的連續變化。 作為所述按鍵燈驅動電路的另外一種設計方式，在所述按鍵燈驅動電路中包含有 一多路開關，所述多路開關的公共端連接直流電源，多條開關通路各自通過限流電阻連接 所述的按鍵燈單元，多路開關的選通控制端連接所述的CPU，接收CPU輸出的驅動控制信 號；所述CPU以選通數據的方式生成所述的驅動控制信號，輸出至多路開關以控制所述多 路開關選擇不同的開關通路導通，進而改變輸出到按鍵燈單元的模擬電流大小，以對按鍵 燈的亮度進行調節，由此可以實現多個檔位的亮度選擇。
4[0009] 為了進一步降低電能消耗，使顯示屏的背光亮度也能跟隨外部環境的光線強度實 現自動調節，對于驅動能力較強的按鍵燈驅動電路來說，可以將所述按鍵燈驅動電路的輸 出端同時與顯示屏的背光燈相連接，在調節按鍵燈亮度的同時調節顯示屏的背光亮度。而 對于驅動能力較弱的按鍵燈驅動電路來說，則可以將所述按鍵燈驅動電路的輸出端先與一 背光驅動電路相連接，利用所述背光驅動電路對按鍵燈驅動電路輸出的模擬電壓或者模擬 電流進行幅值放大處理后，再輸出到顯示屏的背光燈，實現在調節按鍵燈亮度的同時調節 顯示屏的背光亮度。 當然，也可以將所述的背光驅動電路直接與CPU相連接，接收CPU輸出的驅動控制 信號，并根據不同的驅動控制信號生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至顯示屏， 對顯示屏的背光亮度進行調節。 再進一步的，為了提高按鍵燈的響應速度，避免讓用戶產生反應遲緩的感覺，所述 CPU在檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅 動電路，并通過按鍵燈驅動電路控制與其連接的按鍵燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動攝 像頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出至 所述的按鍵燈驅動電路，以調節按鍵燈亮度。 更進一步的，所述CPU在檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制 信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路，并通過按鍵燈驅動電路一方面控制與其連接的按鍵 燈以最大亮度點亮，另一方面輸出最大幅值的模擬電壓或者模擬電流至所述的背光驅動電 路，進而通過所述背光驅動電路控制顯示屏的背光燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動攝像 頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出，以 調節按鍵燈和顯示屏背光燈的亮度。 當然，對于直接與CPU的驅動控制信號輸出端相連接的背光驅動電路來說，則在 CPU檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制信號分別輸出至所述的按鍵燈 驅動電路和背光驅動電路，控制按鍵燈和顯示屏的背光燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動 攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸 出，同時調節按鍵燈和顯示屏背光燈的亮度。 結合上述按鍵燈亮度自動調節電路結構，本實用新型又提供了 一種采用所述按鍵 燈亮度自動調節電路所設計的手機，在用戶觸發按鍵激活手機時，手機中的CPU首先開啟 一下拍照用的攝像頭，迅速對外部環境進行圖像采樣；然后將采集到的圖像傳輸至CPU進 行光強度信號的提取過程；CPU根據提取出來的光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出 至按鍵燈驅動電路；利用按鍵燈驅動電路轉換生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流，輸 出至按鍵燈單元，以驅動按鍵燈單元發光，并對其發光亮度進行控制。 與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的按鍵燈亮度自 動調節電路根據外部環境的光線強度來自動調節按鍵燈亮度，在滿足用戶正常使用的前提 下，可以有效降低電量消耗，延長電池的使用時間。將其應用于手機電路的設計中，可以將 手機的功耗降至最小，以提高手機的電能利用率，延長手機的續航時間，適應手機結構設計 日益輕薄化的發展趨勢。 結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優點 將變得更加清楚。
圖1是本實用新型所提出的按鍵燈亮度自動調節電路的一種實施例的電路原理 框圖； 圖2是圖1中按鍵燈驅動電路的一種實施例的電路原理圖； 圖3是圖1中按鍵燈驅動電路的另外一種實施例的電路原理圖； 圖4是按鍵燈亮度的控制流程圖； 圖5是優化后的按鍵燈亮度控制流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。 本實用新型為了使按鍵燈的亮度能夠根據外部環境的光線強度實現自動調節，以
降低設備的電量消耗，提出了如圖1所示的按鍵燈亮度自動調節電路，包括用于對按鍵是
否被觸發以及觸發了哪個按鍵進行實時檢測的按鍵掃描電路；用于采集外部環境圖像的攝
像頭；作為核心控制單元的CPU ;將CPU輸出的驅動控制信號轉換為不同幅值的模擬電壓或
者模擬電流以用來調節按鍵燈亮度的按鍵燈驅動電路；以及按鍵燈單元。 所述按鍵掃描電路、攝像頭、按鍵燈驅動電路均與所述的CPU相連接，當CPU通過
按鍵掃描電路檢測到用戶觸發按鍵激活設備(比如手機)時，首先向攝像頭輸出控制信號，
啟動攝像頭迅速對外部環境進行圖像采樣。攝像頭將采樣得到的圖像數據送至CPU，CPU通
過一定的圖像處理算法獲取圖片中的光強度信息，進而根據該光強度信息來設置按鍵燈的
亮度，即生成相應的驅動控制信號傳輸至按鍵燈驅動電路，利用按鍵燈驅動電路轉換生成
一定幅值的模擬電壓或者模擬電流，輸出至按鍵燈單元來點亮按鍵燈，并且通過改變輸出
到按鍵燈單元的模擬電壓或者電流幅值來改變按鍵燈的亮度，以實現按鍵燈亮度隨外部環
境光強度的變化自動調節的設計目的。 作為對該技術的拓展運用，可以在調節按鍵燈亮度的同時，對設備顯示屏的背光 亮度實現同時調節，從而使顯示屏的背光亮度也可以隨著外部環境光的強度進行自動調 節，以達到進一步節省電能的設計目的。基于此，本實用新型在按鍵燈驅動電路的輸出端同 時連接了一路背光驅動電路，所述背光驅動電路可以對按鍵燈驅動電路輸出的模擬電壓或 者模擬電流進行等比例功率放大，在滿足背光燈驅動要求的前提下，對背光燈的亮度實現 控制。將該電路結構應用于手機中，可以更加有效地節約手機用于照明方面的功耗，明顯延 長手機的續航時間。 當然，對于某些具有較高驅動能力的按鍵燈驅動電路來說，若其輸出的模擬電壓 或者模擬電流已經足以滿足對背光燈的驅動控制，則可以省去背光驅動電路的設計，而將 按鍵燈驅動電路的輸出端直接與顯示屏背光燈相連接，利用按鍵燈驅動電路輸出的不同幅 值的模擬電壓和模擬電流實現對按鍵燈和背光燈亮度的同時調節，以降低設備的硬件電路 成本。 除此之外，也可以將所述的背光驅動電路直接與CPU相連接，接收CPU輸出的驅動 控制信號，并根據不同的驅動控制信號生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至顯示 屏，對顯示屏的背光亮度進行調節。[0028] 對于圖1中按鍵燈驅動電路的設計，下面通過兩個具體的實施例來進行詳細地描 述。 實施例一，參見圖2所示，本實施例采用一顆數模轉換器DAC來設計所述的按鍵燈 驅動電路。將DAC的輸入端連接CPU，接收CPU輸出的驅動控制信號。CPU以數字格式生成 所述的驅動控制信號，即模擬電壓幅值所對應的數據值，通過其數據接口輸出至DAC。 DAC 對接收到的驅動控制信號進行數字信號到模擬信號的轉換后，生成相應幅值的模擬電壓， 通過DAC的輸出端輸出至按鍵燈單元，直接驅動按鍵燈點亮，并對按鍵燈的亮度進行控制。 采用DAC來設計按鍵燈驅動電路可以實現按鍵燈亮度的連續變化，從而能夠針對 各種外界環境光的強度設置出理想的按鍵燈亮度。不足之處是需要DAC芯片，使得硬件成 本有一定的增加。 實施例二，參見圖3所示，本實施例采用一個多路開關配合多個限流電阻來設計 所述的按鍵燈驅動電路。將多路開關的公共端連接設備內部的直流電源，比如+5￥直流電
源；多路開關的多條開關通路各自通過一路限流電阻R1、R2........Rn連接所述的按鍵燈
單元；將多路開關的選通控制端連接與所述的CPU相連接，接收CPU輸出的驅動控制信號。 在這里，所述CPU輸出的驅動控制信號需要以多路開關所支持的選通數據方式來生成，輸 出至多路開關以控制所述多路開關選擇不同的開關通路導通，進而改變輸出到按鍵燈單元 的模擬電流大小，以實現對按鍵燈亮度的有效調節，具體來講，當外界環境的光線較強時， CPU控制多路開關選擇其中的一路或者兩路開關通路導通，此時輸出至按鍵燈單元的電流
較小，按鍵燈亮度較低，在不影響用戶正常使用的前提下，節約了電能。而當外界環境的光 線較暗時，為了確保用戶能夠清楚地看見各個按鍵，需要增強按鍵燈的亮度。此時，CPU輸
出驅動控制信號控制多路開關選擇其中的絕大多數或者全部開關通路導通，使輸出至按鍵
燈單元的電流增大，從而增強按鍵燈的發光強度，以滿足用戶的使用需求。 采用這種設計方案，相比DAC芯片來說成本較低，但是不能實現按鍵燈亮度的連
續調節，只能實現幾個檔位上的亮度選擇，因此，使用效果不如實施例一理想。 下面對按鍵燈亮度的控制流程進行詳細地描述。 以手機為例，參見圖4所示，在用戶操作按鍵將手機激活時，手機首先開啟一下拍 照用的攝像頭，以迅速對外部環境進行圖像采樣；而后，攝像頭將采樣得到的圖像數據送至 CPU， CPU調用其內部的圖像處理算法提取出圖像數據中的光強度信息，然后根據該光強度 信息計算出按鍵燈亮度的驅動數值，即驅動控制信號，輸出至按鍵燈驅動電路；之后，按鍵 燈驅動電路根據接收到的驅動控制信號生成相應幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至按 鍵燈單元，以點亮按鍵燈。 這種控制流程只能實現在手機剛被激活時，根據當時外部環境的光線強度來調節 按鍵燈的亮度，而在之后的連續使用過程中，按鍵燈亮度將始終保持不變。這樣一來，若用 戶在激活手機后又轉移到環境光線有明顯差別的場所，比如從明亮的室外轉移到昏暗的室 內，此時適用于室外的按鍵燈亮度在室內就顯得亮度不足，從而影響了用戶的正常使用。 為了解決這一問題，可以在CPU中編寫少量的軟件程序，讓CPU定時的去啟動攝像 頭采集外部環境的光線強度，從而對按鍵燈的亮度進行定時調節，以滿足用戶在不同環境 下的正常使用。 除此之外，若按照上述思路設計按鍵燈驅動電路，在按鍵燈需要激活點亮時，都要先經過環境圖像采集、光強信息提取、驅動電路控制等環節，之后按鍵燈才能被點亮。這一 系列處理環節使得用戶會直觀感覺到按鍵燈響應速度遲緩，不方便使用。因此，可對上述設 計進行優化改進，即在按鍵燈驅動電路的控制數據上做適當修改。當按鍵燈需要被激活點 亮時，用全亮的數據控制按鍵燈驅動電路和/或背光驅動電路，而后進行外界環境光強度 的數據采集，當獲取到外界環境的光強度信息后，再改用相應的數值去控制按鍵燈驅動電 路和/或背光驅動電路。這樣一來，不會有時間延遲影響用戶的使用感受，又能夠根據外界 環境光線的強度調節按鍵燈亮度和/或顯示屏的背光亮度，實現省電的設計目的，參見圖5 所示。 當然，以上所述僅是本實用新型的一種優選實施方式，應當指出的是，對于本技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤 飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種按鍵燈亮度自動調節電路，包括按鍵燈單元、CPU、以及與所述CPU相連接的按鍵掃描電路和攝像頭；其特征在于所述CPU通過一按鍵燈驅動電路連接所述的按鍵燈單元，當CPU通過所述按鍵掃描電路檢測到按鍵被激活時，啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而從采集到的圖像中提取出光強度信號，并根據該光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路；所述按鍵燈驅動電路根據不同的驅動控制信號生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至所述的按鍵燈單元，對按鍵燈的亮度進行調節。
2. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于在所述按鍵燈驅動電路中包含有一數模轉換器，CPU以數字格式生成所述的驅動控制信號，輸出至所述數模轉換器的輸入端，所述數模轉換器將接收到的驅動控制信號轉換生成相應的模擬電壓信號，通過其輸出端輸出至所述的按鍵燈單元，對按鍵燈的亮度進行調節。
3. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于在所述按鍵燈驅動電路中包含有一多路開關，所述多路開關的公共端連接直流電源，多條開關通路各自通過限流電阻連接所述的按鍵燈單元，多路開關的選通控制端連接所述的CPU，接收CPU輸出的驅動控制信號；所述CPU以選通數據的方式生成所述的驅動控制信號，輸出至多路開關以控制所述多路開關選擇不同的開關通路導通，進而改變輸出到按鍵燈單元的模擬電流大小，以對按鍵燈的亮度進行調節。
4. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述按鍵燈驅動電路的輸出端同時連接顯示屏的背光燈，在調節按鍵燈亮度的同時調節顯示屏的背光亮度。
5. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述按鍵燈驅動電路的輸出端連接背光驅動電路，所述背光驅動電路對按鍵燈驅動電路輸出的模擬電壓或者模擬電流進行幅值放大處理后，輸出至顯示屏的背光燈，在調節按鍵燈亮度的同時調節顯示屏的背光亮度。
6. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述CPU將生成的驅動控制信號同時輸出至一背光驅動電路，所述背光驅動電路根據接收到的不同驅動控制信號生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至顯示屏，對顯示屏的背光亮度進行調節。
7. 根據權利要求1所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述CPU在檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路，并通過按鍵燈驅動電路控制與其連接的按鍵燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路，以調節按鍵燈亮度。
8. 根據權利要求5所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述CPU在檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路，并通過按鍵燈驅動電路一方面控制與其連接的按鍵燈以最大亮度點亮，另一方面輸出最大幅值的模擬電壓或者模擬電流至所述的背光驅動電路，進而通過所述背光驅動電路控制顯示屏的背光燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出，以調節按鍵燈和顯示屏背光燈的亮度。
9. 根據權利要求6所述的按鍵燈亮度自動調節電路，其特征在于所述CPU在檢測到按鍵被激活時，首先生成全亮所對應的驅動控制信號分別輸出至所述的按鍵燈驅動電路和背光驅動電路，控制按鍵燈和顯示屏的背光燈以最大亮度點亮；而后CPU啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而根據環境光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出，以調節按鍵燈和顯示屏背光燈的亮度。
10. —種手機，其特征在于包含有如權利要求1至9中任一項權利要求所述的按鍵燈亮度自動調節電路。
專利摘要本實用新型公開了一種按鍵燈亮度自動調節電路及具有該電路的手機，包括按鍵燈單元、CPU、按鍵掃描電路和攝像頭；所述CPU通過一按鍵燈驅動電路連接所述的按鍵燈單元，當CPU通過所述按鍵掃描電路檢測到按鍵被激活時，啟動攝像頭對外部環境進行圖像采樣，進而從采集到的圖像中提取出光強度信號，并根據該光強度信號生成相應的驅動控制信號輸出至所述的按鍵燈驅動電路；所述按鍵燈驅動電路根據不同的驅動控制信號生成不同幅值的模擬電壓或者模擬電流輸出至所述的按鍵燈單元，對按鍵燈的亮度進行調節。該電路可以根據外部環境的光線強度來自動調節按鍵燈亮度，在滿足用戶正常使用的前提下，可以有效降低電量消耗，延長電池的使用時間。
文檔編號H05B37/02GK201444648SQ20092002998
公開日2010年4月28日 申請日期2009年7月18日 優先權日2009年7月18日
發明者亓科, 高建江 申請人:青島海信移動通信技術股份有限公