Automatische Techniken zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung mobiler Displays

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Aktuelle Computergeräte wie Smartphones, Tablets, Notebooks usw. erfordern eine ordnungsgemäße Steuerung der Display-Hintergrundbeleuchtung, um den Stromverbrauch zu minimieren und es dem Benutzer zu erleichtern, den Displayinhalt bei allen Umgebungslichtbedingungen bequem anzuzeigen. Das Funktionssystem zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung besteht aus drei Teilen:

  • Lichtsensor
  • Hintergrundbeleuchtungstreiber &
  • Algorithmus zur Beleuchtungsberechnung

Im aktuellen Mobil- oder Computerszenario wird die Reaktion der Hintergrundbeleuchtung auf Umgebungslicht vom Anwendungsprozessor gesteuert, der ein kontinuierliches digitales Signal an den Lichttreiber erfordert. Das System führt zu Rauschen bei visuellen Effekten wie Flackern beim Übergang von einer Hintergrundbeleuchtungsleistungsstufe zur anderen. Dies führt zu einer enormen Belastung des arbeitenden Prozessors und verbraucht mehr Strom.

In diesem Artikel wird die Technik zur Energieverwaltung der Hintergrundbeleuchtung in Computergeräten beschrieben, deren Ziel es ist, als Reaktion auf Änderungen des Umgebungslichts sanfte oder rauschfreie Übergänge der Hintergrundbeleuchtungsintensität bereitzustellen, indem ein erhebliches Mittel zur Überwindung der Prozessorlast und damit zur Reduzierung des Stromverbrauchs bereitgestellt wird.

Techniken zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung des Displays

Abbildung 1: Architektur eines mobilen Display-Management-Systems

Wie in Abbildung 1 dargestellt, wird das Signal eines Umgebungslichtsensors oder Lichts an den Anwendungsprozessor weitergeleitet, und als Reaktion darauf steuert der Prozessor die Beleuchtungsmanagementeinheit (LED-Treiber). Diese Lichtmanagementeinheit versorgt dann eine Reihe von Hintergrundbeleuchtungs-LEDs mit dem entsprechenden Strom. Dieses Gerät steuert auch andere LEDs (z. B. RGB-Ereignisanzeige-LEDs und eine Tastaturhintergrundbeleuchtung). Die Platzierung des Umgebungslichtsensors erfolgt in der Nähe des Displays und an der Vorderseite des Geräts, sodass er mithilfe seines Algorithmus den Beleuchtungswert berechnen und die Lichtabsorptionseigenschaften des Glases des Displays automatisch kompensieren kann. Diese Anordnung ist vorteilhaft für die Leistungsreduzierung. Denn wenn der Lichtsensor am dunklen Glas des Systems verbleibt oder dort angebracht wird, ist eine hohe Verstärkung und weniger Rauschen erforderlich, um den korrekten Beleuchtungswert zu berechnen.

Im vorliegenden Szenario wird das Problem durch das Problem mit der Hintergrundbeleuchtung des Displays noch schlimmer: Bei jeder geringfügigen Änderung des Umgebungslichts führt dies zu einer drastischen Änderung der Displayintensität, wodurch der Benutzer möglicherweise einen ablenkenden visuellen Effekt wahrnimmt. Das Problem wird noch schlimmer, wenn der Wechsel von einer Hintergrundbeleuchtungsleistungsstufe zur anderen sehr kurzzeitig und abrupt erfolgt.

Daher wird die neue Technik zur Verwaltung der Hintergrundbeleuchtungsleistung eingeführt, um das genannte Problem zu lösen, da beim Einschalten des Displays der Wert der Hintergrundbeleuchtung als Reaktion auf das Umgebungslicht eingestellt wird. Das Gerät ändert den Hintergrundbeleuchtungsstrom dann möglicherweise nur einmal als Reaktion auf eine Änderung des Umgebungslichts, und auf der zweiten Ebene bleibt die Hintergrundbeleuchtung des Displays dann unabhängig von den Änderungen des Umgebungslichts konstant. Dieses Phänomen soll das Risiko einer Schwankung des Hintergrundbeleuchtungspegels als Reaktion auf Änderungen der Umgebungslichteingänge beseitigen.

Diese Technik ist vorteilhaft, um die Hintergrundbeleuchtung des Displays besser auf das Umgebungslicht reagieren zu lassen, ohne dass es zu Flimmern und anderen störenden visuellen Effekten kommt. Dadurch dass die verschiedenen Beleuchtungswerte die gleiche Leistungsaufnahme für die Hintergrundbeleuchtung haben. Anschließend wird das physikalische Phänomen zur Implementierung hinzugefügt und die Übergänge von einer Leistungsstufe zur anderen gefiltert/geglättet, wodurch die Belastung des Anwendungsprozessors verringert wird.

Automatische Techniken zur Steuerung der Hintergrundbeleuchtung mobiler Displays

Abbildung 2: Funktionsdiagramm einer Schaltung zur Bereitstellung sanfter und flimmerfreier Übergänge zwischen den Leistungsstufen der Hintergrundbeleuchtung

Wie in Abbildung 2 oben dargestellt, besteht der Anwendungsprozessor aus verschiedenen Stufen, um flimmerfreie und sanfte Übergänge der Hintergrundbeleuchtung des Geräts zu gewährleisten. Es enthält einen Tiefpassfilter, der die Reaktion des Systems auf Änderungen des Beleuchtungswerts verlangsamt, die vom Umgebungslichtsensor bereitgestellt werden. Ohne LPF kann das Gerät die Leistung der Hintergrundbeleuchtung bei jeder Änderung des Umgebungslichts sofort ändern. Der ALS-Beleuchtungswert ist der Eingangswert für den LPF und daraus der rauschfreie oder gleichmäßige Beleuchtungswert.

Anschließend wird der Ausgang an die nächste Stufe weitergeleitet, wo die Kombination aus Glättungsfilter und einer zum Beleuchtungswert hinzugefügten Hysterese die Oszillation der Hintergrundbeleuchtung verhindern und Strom sparen würde, da Änderungen des Umgebungslichts reduziert werden.

Autor

Pardeep Sharma

 

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