[发明专利]用于在便携式装置的显示器中控制亮度的光传感器

说明书

技术领域

本发明涉及包含成像系统的便携式装置领域。更具体地，本发明涉及一种用于控制便携式装置的成像系统中的显示器的功耗和照明的方法和结构。 

背景技术

典型的便携式成像装置设置有至少一个用于对装置周围的环境的图像等进行记录的相机。近几年来，成像装置已经数字化，并且传统的感光银基胶片已经由电子光敏接收器(例如电荷耦合器件(CCD)等)替代，并且在现代便携式装置中，越来越普遍地使用CMOS图像传感器(例如有源像素传感器)。相对于CCD，CMOS图像传感器可以通过标准制造设备来制造，该标准制造设备生产全部半导体芯片数量的90％，这可能产生规模经济效益。此外，有源像素传感器体系所消耗的功率比CCD的相应部件所消耗的功率小很多。在依赖于电池的便携式装置中这是非常明显的优点。典型地，现代成像装置还设置有用于呈现图像等的显示器。在大多数便携式成像装置中，将显示器同时用作取景器和用于再现先前记录的图像等的装置。 

就此而言，大多数普通的显示单元可能是液晶显示器(LCD)。LCD是一种薄而平的显示装置，其由排列在光源或者反射器前面的一定数量的彩色或单色像素形成。LCD使用的电量很小，因此适合于在便携式的由电池供电的电子装置中使用。 

根据光源的位置，大多数LCD为透射型或者反射型的。透射型LCD典型地通过背光从背面照明，并且从相反一侧(前面)观看。这种类型的LCD用于要求较高亮度等级的应用中，例如计算机显示器、电视机、个人数字助理(PDA)和移动电话等。用于对这种产品中的LCD进行照明的 背光通常消耗比LCD本身更多的功率。可以在范围较广的环境光等级的不同环境情形中使用具有透射型显示器的便携式成像装置。因为人的眼睛对这些不同光线等级具有适应性的原因，优选地相对于人眼的黑暗适应性调整显示器的亮度。相比较而言，反射型LCD通过显示器后面的反射器所反射的外部光(例如日光)进行照明。这种类型的LCD可以产生比透射型LCD更加浓的″黑″，由于光线必须通过液晶层两次，因此衰减两次。然而，由于反射光在显示图像的半透明部位也衰竭两次，因此对比度通常比透射型显示器更差。然而，内部照明装置的缺省明显地减小了功耗，使得电池供电的装置中的电池寿命较长。正如在数字手表和袖珍计算器中通常发现的那样，小型反射型LCD消耗如此少的功率，以至于它们可依赖于光电电池。内部照明的缺省还使得显示器依赖于环境光等级，因此从这个意义上讲，这符合人眼的适应性。 

从上述内容可以清楚地看出：LCD和类似的显示装置消耗非常少的电量。同时很清楚：在要求更高的应用中所使用的用于照明LCD等的照明装置(背光)比显示装置本身消耗更多的功率。为了能够明显减小设置有照明装置(例如背光)的LCD或者类似显示装置所消耗的功率，减小照明装置所消耗的功率因而将是有利的。同时很清楚：将LCD等的照明调整为与人眼的适应性相适合的等级将是有利的。 

在一些应用中，在开始使用LCD之后，可以将LCD的背光所消耗的功率安全地减小甚至消除。这可以例如是当在无线电话中建立了普通呼叫时的情况，因为在普通呼叫过程中通常不使用LCD。 

然而，现代通信装置提供了视频会话，该视频会话要求在会话的大部分过程中有效地使用装置的LCD或者类似显示器，以显示另一方和另一方所处的环境。 

在此，正如在例如专利申请US2003/0210221(Aleksic)中描述的那样，已知的是可以减小普通LCD的照明装置等所消耗的功率。在Aleksic的专利申请中，光电晶体管或者光电二极管检测入射到便携式装置的LCD屏幕上的环境光量。LCD屏幕以传统方式由背光进行照明，并且提供给背光的功率根据光电晶体管或者光电二极管检测到的环境光而被调整。 当检测到越多的环境光时，提供给背光的功率越小，反之亦然。 

然而，这种方案不太令人满意，因为这种方案需要额外的专用传感器装置(也就是光电晶体管或者光电二极管)。这增加了便携式装置的部件成本。而且，额外的传感器需要便携式装置内的另外空间和另外开口，这增加了便携式装置的制造成本和便携式装置的结构设计的整体复杂性。 

因此，有利的是：提供一种方法和结构，用于简单、灵活并且精确地检测便携式装置周围的光线条件，从而能够减小便携式装置中的显示器的照明装置所消耗的功率，并且能够将显示器的照明调整为与人眼固有的适应性相匹配。具体地，有利的是：在没有增加任何实质的辅助硬件的情况下提供这种有利的方法和结构。 

发明内容