• 产品名称:智能手机环境光近接传感器设计难点解析
  • 品        牌:
  • 产        地:
  • 发布时间: 2021-05-13
产品详细

  智妙手机中,LCD面板背光的耗电约占设置总耗电量的40%,因而,倘使能让背光亮度跟着处境光亮度而发作改换将带来良众好处。正在相对较暗的处境中,可透过消浸显示器亮度节约电力,同时还能缓解用户的视觉疲惫,刷新用户的体验。

  (Ambient light sensors,ALS)已被普遍操纵于智妙手机中,用来供给处境光亮度的干系音信,以援助背光LED电源电途。然而,这个操纵说起来轻易,但现实做起来会遭遇很众挑拨,那是由于一方面得让省电成就够明明,一方面又得让利用者看得舒适。

  ALS务必被置于显示器屏幕的后背,这里能够说是寸土寸金,且统一组件务必可以同时杀青逼近探测功效(接近用户脸部时可封闭显示屏)和处境光量测功效。这些以及其他条款重要控制打算工程师,使其无法自正在地举办优化打算。

  本文先容正在智妙手机中杀青处境光感测遭遇的首要挑拨,以及若何驯服这些挑拨,以杀青背光灯更高的响应机敏度,并能切确地依据处境光来调节背光亮度。

  首个困难即是光电二极管(photodiode)对光的响应体例并差异于人眼。人类的眼睛关于红外线nm)及紫外线nm)并不敏锐,另一方面,准则的硅光电二极管普通会感测到波长介于300nm和1,100nm的光芒。

  输出中的红外线和紫外线因素。ALS的功效是获取射入智妙手机显示屏上的光芒亮度(丈量单元是照度流明(lux)),倘使该亮度丈量结果包括紫外线和红外线以及可睹光,它大白给显示屏背光掌管器的并非是人眼切实所睹,也即是说

  对处境光的响应差异于人眼的“明亮视觉(photopic)”响应。总之,

  这是由于自然光和人制光都市含有红外因素。比方,阳光(图1)及来自白炽灯的光芒即是云云。去除红外线的一个有用手法即是正在

  上迭加光学红外线滤波器。然而正在智妙手机中,统一个传感器普通也会被用于逼近探测(伴跟着红外线LED),当手机接近利用者脸部时,用来封闭显示屏及触控掌管器。

  图1 太阳光的光谱功率漫衍,个中的强功率红外线因素对人眼而言是不成睹的。

  当然,智妙手机打算师能够仅针对逼近感测另增一个独立的红外线光电二极管(IR photodiode),不过这是一个烦琐的管理计划:云云一来,如此的打算务必担负ALS上的光学滤波器及独立的红外线光电二极管两者的本钱,红外线光电二极管还会攻克异常的空间,且务必正在显示器的外貌开孔,让红外线通过。

  艾迈斯半导体已针对这个题目提出一个更好的管理计划:双二极管(dual-diode)模块。个中一个光电二极管(如图2中所示的Channel 0)用来感测全光谱,另一个(图中的Channel 1)则首要用来感测光谱中的红外线片面。从全光谱传感器的输出中减掉红外线光电二极管的输出,则可取得可睹光的丈量结果。

  图2 艾迈斯半导体双二极管模块系列之TMD2772的光谱机敏度,其他产物还包括TMD27721及TMD27723系列。

  这个传感器关于紫外线很不敏锐,况且正在任何情景下的常睹光源所发射的紫外线辐射皆极少。正在大片面情景中,为了杀青处境光感测而除去紫外线只须采用能摄取紫外线的包装资料就足够。

  正在除去ALS输出的红外线元素后,智妙手机打算师现正在得管理第二个题目:若何控制ALS/逼近传感器模块的视角,况且不影响其功能。这合乎ALS和逼近传感器之间的均衡。

  就处境光感测而言,理思的视角是180度(这现实上是不恐怕的),由于这是处境光射至显示屏的角度,然而对逼近感测而言却是相反的:它须要的是窄视角,云云才略控制红外线LED和红外线传感器之间展示串扰的恐怕性。较量理思的是红外线传感器该当只感测利用者脸部反射的红外光,而LED不应直接照耀到传感器上,也不该当检测到来自触控面板顶部及底部反射回来的光芒。因而,必须针对ALS和红外线传感器之间的需求冲突举办选择。

  透过实习,智妙手机打算师觉察90~110度的视角能供给高功能的逼近探测,同时还能让处境光感测体例呈现优良;将角度缩窄至90度以下会明明损害ALS的功能。另外,若体例以90度的视角事情,则触控屏幕底部和感测模块顶部之间的氛围间隙必必要尽头小。

  视角并非是影响ALS功能的独一机器打算题目。为了让光芒通过屏幕抵达传感器模块,打算师务必正在显示屏开一个孔隙,OEM业者祈望这个孔隙愈小愈好,以避免作怪触控屏幕的圆润、腻滑外型。他们也会正在屏幕玻璃下外貌增添油墨以粉饰这个开孔,这会让它变暗且让它的颜色和手机外壳颜色融和正在沿途。油墨和开孔都市消浸入射至传感器模块的光芒强度。

  另外,OEM业者务必正在坐褥正在线厉苛掌管油墨的透射率蜕变。比方,倘使利用透射率17%的油墨,仅仅1%的油墨透射率蜕变就会变成ALS输生产生5.9%的异常差错。

  第三个正在智妙手机中杀青处境光感测晤面对的庞大挑拨,正在于须要照料尽头高动态领域的光输出。智妙手机创筑商思要让显示屏背光的亮度能被合意设定,无论手机是处于简直全体阴暗(亮度低至0.1lux)如故阳光直接照耀(亮度高至220klux)的处境中。

  这须要传感器正在极宽的动态领域具有高的机敏度,同时还要能庇护极低的本底噪声(noise floor)。另外,设置的增益也应能被掌管从而能够适合处境光亮度的蜕变。

  本文已注释正在智妙手机中掌握处境光感测的折华夏则、双光电管管理计划的好处,以及OEM业者须要体贴的 ALS模块性子,然而每一个设置的外观、机器打算及油墨都有所差异,这就须要各个外征性子,才略开辟出量身打制的亮度方程式。

  为了杀青如此的外征性子,智妙手机必须曝露于种种差异的光源中,这些光源会发出差异比例的红外线及紫外线。然后正在类似的照明条款下,透过高精度的lux外丈量处境的照度,同时用ALS模块丈量处境的照度,然后以lux外的输出为基准来校正ALS的输出。lux外的测光面该当用遮光罩罩住,以模仿光传感器受限的视角。

  为外征传感器模块,比方像奥地利微电子的TMD27721或TMD27723,可利用以下的方程式:

  界说合意的机器打算,正在坐褥时厉苛掌管油墨透射率,以及小心地举办外征,则处境光感测的体例差错能够被控制正在不赶上15%领域内。正在某些情景下,差错能够小至10%。关于调节背光亮度以消浸功耗并刷新利用者体验这个目标来说,这已够好了。

  当然,OEM业者恐怕基于显示器背光掌管以外的功效,而须要更高切确度的ALS,这需利用机敏度极高的处境光传感器(比方不具有逼近探测的单机型装备) 。针对此类操纵,奥地利微电子的TSL25911即是理思选拔。

  ALS已被普遍操纵于智妙手机中,用来供给处境光亮度的干系音信,以援助背光LED电源电途。然而,这个操纵说起来轻易,但现实做起来却不易那是由于一方面得让省电成就够明明,一方面又得让利用者看得舒适。

  ALS务必被置于显示器屏幕的后背, 这里能够说是寸土寸金组件务必可以杀青逼近探测(接近利用者脸部时可封闭显示屏)和首要处境光丈量功效。这些及其他条款重要控制了打算工程师,使其无法自正在地针对打算举办优化。

  • 友情链接:
  • 联系人:吴先生 手机:0536-2082255转8008 电话:4006-825-830 传真: 021-63282858 E-mail:admin@btacvt.com 网站地图
  • 搜狐体育官网是国际知名的游戏平台,搜狐体育首页,搜狐体育网页包含有真人、电子、体育、彩票等娱乐游戏,搜狐体育官网首页,搜狐体育网7 X 24小时的客服服务为你准备!