創(chuàng)新節(jié)能技術(shù)助制造商設(shè)計(jì)出媒體豐富的手機(jī)產(chǎn)品

移動(dòng)設(shè)備曾有一段時(shí)間使用黑白顯示器，其背光使用兩個(gè)綠色發(fā)光二極管，背光功耗僅占移動(dòng)設(shè)備總功耗的10%。而今，多媒體設(shè)備使用面積更大、清晰度更高的彩色顯示器，顯示器使用的時(shí)間也增長(zhǎng)了，背光功耗已提高到總功耗的50%以上。

盡管電池技術(shù)取得了一些新進(jìn)展，但電池容量的增加速度跟不上多媒體移動(dòng)設(shè)備能量需求的增加。由于電池技術(shù)的進(jìn)步跟不上電池使用需求，因此便攜設(shè)備制造商難以滿足消費(fèi)者的期望，除非開(kāi)發(fā)出降低功耗或提高電池容量的新方法，否則增加新功能就不可避免地會(huì)縮短電池使用時(shí)間。

除了基于時(shí)間的調(diào)光、顯示器暫停和亮度設(shè)置(由用戶設(shè)定)等方法外，許多移動(dòng)設(shè)備制造商正在采用環(huán)境光線感應(yīng)(ALS)、內(nèi)容自適應(yīng)背光控制(cABC)和鍵盤/GPIO擴(kuò)展器來(lái)減少電流消耗。

對(duì)于大多數(shù)便攜設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，顯示器背光成為導(dǎo)致電池很快耗盡的最主要原因之一。帶有高分辨率彩色顯示器的媒體密集型設(shè)備要求顯示器在任何時(shí)候都有適當(dāng)?shù)恼彰?，以免降低光學(xué)性能和可讀性。

盡管需要持續(xù)提供背光且功耗相對(duì)較高，高品質(zhì)的透射式顯示器仍受到移動(dòng)設(shè)備制造商的青睞。與反射式顯示器相比，其室內(nèi)性能、NTSC(美國(guó)國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))色彩飽和度、高對(duì)比度和高亮度更勝一籌。要降低背光功耗，必須盡可能嚴(yán)格地控制和管理背光強(qiáng)度。

雖然在不工作時(shí)進(jìn)行背光調(diào)光可節(jié)省功率，但由于許多設(shè)備包含Web瀏覽、電子郵件、GPS導(dǎo)航、游戲或視頻播放等功能，要求在長(zhǎng)時(shí)間的用戶互動(dòng)期間保持背光。

一種方式是通過(guò)產(chǎn)品設(shè)置菜單中的亮度控制來(lái)調(diào)節(jié)背光強(qiáng)度，以在使用這些功能期間節(jié)省功率，但這種方式需要用戶輸入信息并需針對(duì)不同的環(huán)境光線條件更改設(shè)置，才能切實(shí)獲得節(jié)電效果。這些方法對(duì)用戶并不實(shí)用，也不足以滿足今天的密集且獨(dú)特的使用情形的需求。

環(huán)境光線感應(yīng)(ALS)
液晶顯示屏或鍵盤所需要的背光量隨光線條件的改變而有很大變化。環(huán)境光線感應(yīng)依靠光電二極管或晶體管來(lái)測(cè)量局部光線強(qiáng)度。光源可以是太陽(yáng)、辦公室燈光或月光。傳感器把捕獲的光亮度轉(zhuǎn)變成電流或電壓，背光驅(qū)動(dòng)器或處理器可基于預(yù)設(shè)的閾值決定液晶顯示器或鍵盤要求多少背光。

在暗光條件下，用晴天所需的大電流來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示器背光，不但浪費(fèi)能量且可導(dǎo)致黑暗條件下的眼球緊張。相對(duì)于在明亮條件下對(duì)典型使用情形驅(qū)動(dòng)背光LED所需的電流，根據(jù)環(huán)境光線條件改變背光強(qiáng)度可節(jié)省電流60%以上。

ALS實(shí)現(xiàn)方法
一些制造商使用模擬或數(shù)字光傳感器IC來(lái)檢測(cè)環(huán)境光。模擬光傳感器把光線轉(zhuǎn)換成電流，而數(shù)字光傳感器使用內(nèi)部ADC產(chǎn)生數(shù)字比特流。由于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，模擬光傳感器較為便宜。

無(wú)論使用哪種傳感器，都需要對(duì)輸出進(jìn)行解碼以便使用。許多設(shè)計(jì)使用主處理器，完成傳感器輸出解碼和背光控制。但是，主處理器必須足夠快，才能提供多媒體功能，其較高的速度和帶寬也意味著在實(shí)現(xiàn)ALS輪詢功能時(shí)有較大的電流消耗。因此，要降低電池消耗，必須最大限度地減少處理器的參與。

有些IC集成了光輸入解碼和背光驅(qū)動(dòng)控制功能。在背光驅(qū)動(dòng)器中集成光傳感器有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：首先，驅(qū)動(dòng)器使用簡(jiǎn)單的狀態(tài)機(jī)來(lái)完成任務(wù)，使解碼和背光控制所需的電流減少到不到20μA；其次，一切都在一個(gè)封裝中，在PCB布局中減少了連接和引線的數(shù)量；第三，最大限度地減少了在背光驅(qū)動(dòng)器和主處理器之間的通信。