By Peter Tang

汤治邦

Sr. Staff Field Application Engineer （Taiwan）， ams.

杰出技术性应用工程师， 艾迈斯半导体材料中国台湾子公司。

因为近些年智能产品的提高，传统式笔记本电脑电子计算机必须开展一些改革创新与开展自主创新，以打动顾客选购或升级她们的新笔记本电脑或pc机。 笔记本电脑电子计算机生产制造商必须在NB中添加各种各样新感应器作用，在其中重要的感应器之一便是选用光学传感器。 文中将详细介绍笔记本中全新的电子光学感应器开发设计，并表明他们对笔记本使用人的益处。

自然环境光线传感器（ALS）如今基本上新的NB销售市场的规范作用了。 如下图一所显示，一般 将ALS置放在笔记本电脑电子计算机显示器的上方外框上，以持续检验和监控客户自然环境的光源情况。 通过ALS选用，笔记本电脑会依据光线的情况将显示器亮度向上涨亮或向下降暗。 那样做的具体益处是降低显示屏led背光功能损耗并提升客户的視覺感受。

图一， 自然环境光线传感器在笔记本上的配备。

在笔记本电脑电子计算机中设计方案ALS时，必须考虑到许多要素。 数据ALS解决方法在下面一些层面好于仿真模拟解决方法

（1）应用数据插口，能够接入好几个元器件在同一路I2C 路线上。

（2）能够从极暗到光亮的日照流明度状况下给予协调能力作用。

（3）能够通过可编写式作用减少杂散灯源与50 / 60Hz闪动光抑止。

（4）终断作用能够节约充电电池用电量，不用像仿真模拟计划方案必须延续性的轮循。

（5）根据ams专利权双二极管技术性阻拦不用的IR动能，如图所示二所显示。

ams的TSL2540是以上全部设备中最普遍的ALS集成ic，具备2.0 mm x 2.0mm x 0.5mm的小规格。 该元器件已在所有的各种各样型号规格的世界品牌笔记本电脑电子计算机中普遍选用。

图二， TSL2540內部方块图。

与单纯性应用ALS感应器相较，颜色XYZ感应器是种优异的更新感受。 不但给予自然环境流明度Lux 信息内容，还给予笔记本电脑计算机用户的详尽光线led色温。对人的眼睛而言XYZ感应器是最肯定的光谱仪，由于RGB感应器没法测算色度坐标（xy）。 一些灯源没有海洋之灾运动轨迹（灰黑色斜线）， 仅应用RGB精确测量色调会致使在精确测量这种灯源的色调时发生重特大偏差。 XYZ色调精确测量的精密度是RGB的5倍。 人的眼睛能够轻轻松松检验到XYZ感应器的测量精度范畴内的色泽转变。

图三， CIE色彩图中的普郎克运动轨迹。

通过接受XYZ信息内容，NB能够得到精准的光线CCT信息内容和数据信息，因而LCD显示屏能够动态性调节控制面板led色温以彻底合适客户自然环境的led色温称作曝光补偿，而不只是根据当今LCD显示器生产制造的固定不动CCT校正点。（一般 LCD显示器 在6500k CCT下校正）。 下面的图4中的照片表明了它的视觉效果特性，客户还可以在其光线标准下更肯定地收看控制面板。 左侧是冷色调温，右侧是暖led色温。

图四， 冷色调温与暖led色温下应用XYZ 感应器的较为。

ams的TCS3430是优异的XYZ三颜色感应器，色彩饱和度与大家对光线的认知相符合。 除开精确的XYZ信息内容外，它还获益于下列与众不同技术性。

（1）降到最低红外线光和紫外光谱成份的危害

（2）降低功耗

（3）通过运行测量IR光的切线斜率以探测IR灯源。

（4）在改变的光线照明灯具情况下还可以达到精确的色彩搭配和ALS

（5）降到最低挪动与瞬间偏差

通过ams优异的校正技术性，TCS3430在多种灯源标准下均可做到≤0.01Δxy饱和度精密度≤3％CCT偏差（CCTe）。

表一，TCS3430在多种灯源下的Lux/CCT偏差。

航行時间（ToF）感应器是一种用以智能手机和3D运用的自主创新技术性，如图所示5所显示，用以唤起贴近目地。 它精确测量红外线散播到物品并反射面到ToF感应器以检验物件间距的時间。 因为光的速度十分快，因而ToF SOC必须应用稍短（ps）和准确的時间数字转换器（TDC）来十分准确地精确测量间距。

图五。時间飞时ToF技术性

如在NB服务平台中应用ToF技术性，它能够用以检验客户是不是坐着显示屏前。 如果是，则笔记本电脑电子计算机的显示器将马上唤起以供账号登录，而不用触摸键盘，电脑鼠标和指纹识别等。 反过来，一旦客户不坐着笔记本电脑显示屏的前边，它将马上关闭屏幕或销户PC，以保障私人信息。 除开保护隐私，还增加了NB或笔记本电脑电子计算机的充电电池需求量。 尤其是在当代商业NB中，当客户不应用NB且显示器开启或处在主题活动方式时，在NB休眠方式下消耗很多充电电池动能。 大家称此技术性为客户存有检验，如下图.6所显示。

图六，客户应用检验

除开客户检验外，ToF还能够用以检验使用者个人行为，比如贴近或避开NB。 NB还能够动态性且持续地检验客户间距，以提升NB配备，比如，在短路线时， 降低话筒/音箱的声音，而在比如影片方式下检验到远距离时调高声音。

ams的TMF8801是一维ToF感应器，可适用将近2.5m的间距，基本上涵盖了全部NB客户的全部工作中间距。它选用立即ToF技术性，具备高灵敏单光子雪崩二极管SPAD检验和速度快的時间数字转换器（TDC）构架，其VCSEL輸出光单脉冲低于500 psec。根据集成ic上Cortex SOC和统计分析条形图解决，TMF8801能够在很高的真实度下检验2cm至2.5m。因为VCSEL是以NB的上方外框发送到使用者的人的眼睛的客观事实，因而TMF8801彻底根据了19° FOI的第1级 Class 1双眼安全验证。 TMF8801或是业内最少的2.2 x 3.6 x 1.0 mm模块化设计封裝。图七示出了其框架图。

图七， TMF8801方块图。

引言

笔记本电脑电子计算机不会再是纯真的主动式pc机，NB中提高了大量感应器。 它将像大脑清楚的人们一样越来越更为活跃性和聪慧。 光学传感器在这儿起着十分关键的功效，由于在我们的日常生活自然环境中，仅是最立即的出现人们的周围。 自然环境光线传感器给予精确的流明度光照强度，而XYZ颜色传感器给予led色温信息内容。 除此之外，航行時间感应器能够检验使用人间距或分辨是不是为一个人。 大家期望见到越来越多的光学传感器在NB中获得选用。 不容置疑的，ams是该行业的非凡领跑权威专家。

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