苹果申请2项新专利：涉及屏幕自动调节亮度和消除鬼影

近日，美国专利商标局公布了两项来自苹果的专利申请，涉及带有显示屏的电子设备。在一项关键专利中，苹果的发明涉及到与内容相关的亮度调节显示屏。第二项专利涉及一种用于消除重影现象的消除体系结构。

根据内容调节亮度

苹果在一份新的专利申请中提到，如果不小心保护，显示屏可能会因长时间显示明亮内容而损坏，显示屏亮度也会消耗过多的电量，当调整显示屏亮度时，用户的偏好可能不会被考虑在内，并显示内容可能出现重影。解决这些问题的同时，以令人愉快的外观显示内容是一个挑战。

苹果的发明和解决方案涵盖了电子设备的控制电路，可能用于实现色调映射引擎。色调映射引擎可以选择内容-亮度-显示亮度映射，用于从内容生成器在显示屏上显示的内容

内容-亮度-显示-亮度映射可以通过色调映射参数来表征，例如黑电平、白电平和/或峰值亮度设置。

在运行过程中，色调映射引擎可能会根据环境光水平和图像内容调整色调映射参数。例如，控制电路可以分析显示数据的帧以确定与图像内容相关联的平均像素亮度级别、中间像素亮度级别或其它像素亮度参数。

低平均像素亮度水平对应大部分暗图像内容，而高平均像素亮度水平对应大部分亮图像内容。

当电子设备在户外并显示低像素亮度水平的黑暗图像时，控制电路可以利用显示屏的最大可实现亮度来提高可读性。

当电子设备在户外并显示大部分具有高平均像素亮度水平的亮光图像时，控制电路可将最大允许亮度降低以减少功耗。

控制电路可以通过将亮度比例因子（例如，从0到1）与显示屏的最大可实现亮度相乘来降低显示器的最大允许亮度。

所述控制电路可根据所述平均像素亮度级别确定亮度比例因子。例如，图像中较多的白光内容可能使用较低的亮度比例因子(因此允许的峰值亮度也较低)来节省功耗。

如果有需要，控制电路可能只实施这种类型的取决于内容的峰值亮度调整，当用户启用某种特性(例如,当用户启用了一个黑暗浏览模式，图像是倒或部分倒置,这样图像大多是黑暗的内容)。

图1是一种电子设备的示意图，其显示屏支持支持与内容相关的亮度调节。

虽然苹果可能会在一个特定的设备显示屏是首次亮相该发明，但这一发明可以应用于一长串其它设备中，如:“笔记本电脑(MacBook),包含嵌入式计算机的电脑显示器(iMac)，平板电脑(iPad),一部移动电话(iPhone),一个媒体播放器,或其它手持或便携式电子设备,一个更小的设备如手表设备(Apple Watch),一个吊坠设备,耳机设备,嵌入眼镜的设备或其它戴在用户头部的设备,或其它可穿戴或小型设备,一台电视,一种不包含嵌入式计算机、游戏设备、导航设备和嵌入式系统的计算机显示器，如带有显示屏的电子设备，安装在报亭或汽车上的系统。”

苹果这一专利申请号为20210020140，目前还不清楚这种产品何时上市。

消除重影现象

上周四，美国专利商标局发布了第二项以显示屏为中心的专利，编号为20210018795，名为“带有消除结构的显示背光系统，用于消除重影现象”，看起来更像是一项技术专利。

苹果指出，鬼影效应或重影现象指的是显示屏上出现移动物体的拖尾。即使是被动矩阵驱动的静态图像也可能发生重影。如果在一行LED中有一个高亮，它可能导致在下一行LED中出现重影。对于LED显示屏来说，鬼影现象可能是由寄生电容引起的，寄生电容会产生鬼影电流尖峰，迫使经过时间复用的LED在本应关闭的时候发出短暂的闪光。 

在高层次上，描述了一个2D背光无源矩阵显示驱动程序的鬼消架构，该架构将在不同LED行之间的转换期间执行鬼消，以避免有意关闭的LED产生的非预期光。 

寄生电容会导致非预期光。这些重影消除架构以放电电压水平放电LED的阳极和以预充电电压水平放电LED的阴极。根据重影现象的级别，可以启用预充电和预放电。

虽然苹果的专利图1显示的是iPad，但这项发明可以应用于各种苹果设备，如MacBook、iPhone、Apple Watch、头戴式设备、电视(去年苹果经常提到)、游戏设备、汽车等。