智能机中，LCD控制面板led背光的耗电量约占设施总用电量的40%，因而，假如能让背光泽度伴随着自然环境光泽度而发生改变将产生许多益处。在相对性偏暗的条件中，可通过减少显示器亮度节约电力工程，与此同时还能减轻客户的视觉疲劳，改进客户的感受。

　　实际上，自然环境光线传感器（Ambient light sensors，ALS）已被普遍使用于智能机中，用于给予自然环境光泽度的有关信息，以适用led背光LED电源电源电路。殊不知，这一运用说起来简易，但具体做下去会碰到很多挑戰，那是由于一方面得让节电实际效果够显著，一方面又得让使用人看得舒适。

　　ALS务必被放置显示器屏幕的反面，这儿还可以算是土地金贵，且同一部件需要可以一起完成贴近检测作用（挨近客户面部时可关掉显示器）和光线测量作用。这种还有其它标准比较严重限定设计方案技术工程师，使其没法随意地开展可靠性设计。

　　文中详细介绍在手机中完成光线传感碰到的关键挑戰，及其怎样战胜这种挑戰，以完成屏线高些的反映敏感度，并能精准地依据光线来调节背光泽度。

　　光亮视觉效果反映

　　第一个难点便是光电二极管（photodiode）对光线的反映方法并有别于人的眼睛。人们的双眼针对红外感应（IR，光波长超过780nm）及紫外光（UV，光波长低于380nm）并不比较敏感，另一方面，规范的硅光电二极管一般会传感到光波长处于300nm和1，100nm的光源。

　　这就代表着室内设计师的第一个挑戰便是怎样清除感应器輸出中的红外感应和紫外光成份。ALS的功用是获得射进智能化手机屏幕上的光源色度（测量单位是光照强度流明度（lux）），假如该色度精确测量結果包括紫外光和红外感应及其能见光，它展现给显示器led背光控制板的并不是人的眼睛真正所闻，换句话说感应器对光线的反映有别于人的眼睛的“光亮视觉效果（photopic）”反映。总而言之，感应器“体会”到自然环境光泽度会比人的眼睛感受到的色度高些。

　　这是由于太阳光和人工合成光都是会带有红外线成份。比如，太阳（图1）及来源于日光灯的光源便是这般。除去红外感应的一个合理办法便是在感应器上迭加电子光学红外感应过滤器。殊不知在手机中，同一个感应器一般也会被用以贴近检测（随着着红外感应LED），当手机上挨近使用人面部时，用于关掉显示器及触摸控制板。

　　图1 自然光的光谱仪输出功率遍布，在其中的强输出功率红外感应成份对人的眼睛来讲不是看得见的。

　　自然，智能机室内设计师能够仅对于贴近传感另增一个单独的红外感应光电二极管（IR photodiode），可是这是一个繁杂的解决方法：如此一来，那样的制定务必担负ALS上的电子光学过滤器及单独的红外感应光电二极管二者的成本费，红外感应光电二极管还会继续占有超额的室内空间，且需要在显示屏的表层打孔，让红外感应根据。

　　艾迈斯半导体材料已对于这个问题明确提出一个更快的解决方法：双二极管（dual-diode）控制模块。在其中一个光电二极管（如图2中一样的Channel 0）用于传感全光谱仪，另一个（图上的Channel 1）则首要用于传感光谱仪中的红外感应一部分。从全光谱仪感应器的输入输出中减去红外感应光电二极管的輸出，则可获得能见光的测定結果。

　　图2 艾迈斯半导体材料双二极管控制模块系列产品之TMD2772的光谱仪敏感度，别的商品还包括TMD27721及TMD27723系列。

　　这一感应器针对紫外光很不比较敏感，并且在所有状况下的常用灯源所射出的紫外线辐射皆非常少。在大多数状况中，为了更好地完成光线传感而去除紫外光只需选用能消化吸收紫外光的包装制品就充足。

　　在去除ALS輸出的红外感应原素后，智能机室内设计师如今得处理第二个难题：怎样限定ALS/接近开关控制模块的角度，并且不干扰其特性。这事关ALS和接近开关中间的均衡。

　　就光线传感来讲，理想化的视野是180度（这其实是不太可能的），由于这也是光线射至显示器的视角，殊不知对贴近传感来讲则是反过来的：它必须的是窄角度，这般才可以限定红外感应LED和红外感应感应器中间发生串扰的概率。较为满意的是红外感应感应器应当只传感使用人面部反射面的红外线，而LED不可立即照到感应器上，都不应当检验到来源于触摸控制面板顶端及底端反射面过来的光源。因而，必不可少对于ALS和红外感应感应器中间的要求矛盾开展选择。

　　通过试验，智能机室内设计师发觉90~110度的视野能保证性能卓越的贴近检测，与此同时还能让光线感检测系统主要表现优良；将视角缩窄至九十度下列会显著危害ALS的特性。除此之外，若系统软件以90度的角度工作中，则触摸显示屏幕底端和传感控制模块顶端中间的气体空隙务必要十分小。

　　角度并不是是危害ALS特性的唯一机械结构设计难题。为了更好地让光源根据显示屏做到感应器控制模块，室内设计师需要在显示器开一个孔隙度，OEM商家期待这一孔隙度越小越好，以防止毁坏触摸显示屏幕的圆滑、光滑外观。她们也会在显示屏夹层玻璃下表层加上印刷油墨以遮盖这一打孔，这会让它发暗且让它的顏色和手机壳色调融合在一起。印刷油墨和打孔都是会减少出射至感应器组件的光源抗压强度。

　　除此之外，OEM商家务必在生产制造线上严控印刷油墨的透射系数转变 。比如，假如应用透射系数17%的印刷油墨，只是±1%的印刷油墨透射系数转变 便会导致ALS輸出造成5.9%的附加偏差。

　　第三个在手机中完成光线传感会面对的重要挑戰，取决于必须解决十分高动态范围的光輸出。智能机生产商要想让显示器led背光的色度能被适度设置，不管手机上是处在基本上彻底黑喑（色度低至0.1lux）或是太阳立即直射（更亮至220klux）的条件中。

　　这必须感应器在极宽的采样率具备高的敏感度，与此同时还需要能保持非常低的本底噪音（noise floor）。除此之外，机器设备的收获也理应能被控制进而能够适应新环境光泽度的转变。

　　调整的执行

　　文中已表明在手机中操纵光线传感的最合适的标准、双放电管解决方法的益处，及其OEM商家必须特别关注的 ALS控制模块特点，殊不知每一个机器设备的外型、机械结构设计及印刷油墨都各有不同，这就必须每个表现特点，才可以研发出量身定做打造出的色度表达式。

　　这一表达式是用于准确地去除光线的红外线成份，及其赔偿受到限制的角度。

　　为了更好地达到那样的表现特点，智能机必不可少裸露于各类不一样的灯源中，这种灯源会产生不一样比率的红外感应及紫外光。随后在同样的灯光情况下，通过高精密的lux表精确测量自然环境的光照强度，与此同时用ALS控制模块精确测量自然环境的光照强度，随后以lux表的输入输出为标准来校准ALS的輸出。lux表的测光面应当用遮光罩遮住，以仿真模拟光线传感器受到限制的角度。

　　为表现感应器控制模块，比如像德国微电子技术的TMD27721或TMD27723，可采用下面的表达式：

　　CPL=（ATIME_ms&TImes;AGAINx）/20 Lux1=（C0DATA-a0&TImes;C1DATA）/CPL Lux2=（b0 &TImes; C0DATA-b1×C1DATA）/CPL Lux=MAX（Lux1， Lux2， 0）《、b》

　　在以上表达式中，CPL， a0， b0， b1是表现特点的主要参数。

　　CPL：每色度记数（Counts per Lux）。 C0DATA：载入自Channel 0的数据信息。 C1DATA：载入自Channel 1的数据信息。 C0DATA-a0x C1DATA：权重计算记数红外感应占比高的灯源。 b0xC0DATA-b1x C1DATA：权重计算记数红外感应占比低的灯源。 MAX：Lux1， Lux2 及0中的最高值。

　　一般而言，在越大灯源下搜集越大的材料组，则表现特点将越精准。

　　界定合理的机械结构设计，在生产制造时严控印刷油墨透射系数，及其小心地开展表现，则光线传感的系统偏差能够被限定在没有超出±15%范畴内。在某种情形下，偏差能够小至±10%。针对调节背光泽度以降低功耗并改进使用人感受这一目地而言，这已够好啦。

　　自然，OEM商家很有可能根据显示屏led背光操纵以外的作用，而必须高些精准度的ALS，这需应用敏感度挺高的自然环境光线传感器（比如不具备贴近检测的单型号设备） 。对于这类运用，德国微电子技术的TSL25911便是理想化挑选。

　　汇总

　　ALS已被普遍使用于智能机中，用于给予自然环境光泽度的有关信息，以适用led背光LED电源电源电路。殊不知，这一运用说起来简易，但具体做起來却不容易——那是由于一方面得让节电实际效果够显著，一方面又得让使用人看得舒适。

　　ALS务必被放置显示器屏幕的反面， 这儿还可以算是土地金贵—部件需要可以完成贴近检测（挨近使用人面部时可关掉显示器）和关键光线精确测量作用。这种以及他标准比较严重局限了设计方案技术工程师，使其没法随意地对于设计方案做好提升。

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