选择合适的环境光传感器来优化OLED性能
有机发光二极管有很多优点,诸如固有亮度、低功耗、最小厚度、短响应时间、高对比度、宽可视角和逼真的色彩。毫无疑问,它们将成为手持设备中显示技术的首选。
然而,要使OLED|0">OLED显示器在各种照明情况下持续地保持良好的清晰度是非常困难的。最理想的方案是,增加一个带调光功能的亮度传感器,它能自动探测人眼不能感知的亮度,使显示器在各种光线条件下维持相同的亮度和外观。对于电池供电的OLED设备,使用自动光感应功能可节省能量,因为这样能在弱光条件下减暗OLED,达到节省能量和延长显示器使用周期的目的。
光感应策略
有几种亮度感应技术已经应用在解决方案中。它们包括了光电池、光电二极管和光电三极管之类的硅基光电传感器。这些光电传感器对多种光源都敏感,像太阳光、白炽灯、荧光灯等。许多光源都能发出可见光和红外光,不同光源的可见光强度类似,但红外光强度并不相同。当探测光强的时候,光源的发射特性和探测器的光谱敏感度都必须考虑在内。
普通硅基光传感器的光谱响应范围在350~1100nm之间,峰值敏感度在880nm左右,对红外光高度敏感。相比较而言,人眼能感测的波长范围很短,约400~700nm,峰值敏感度为560nm左右。在可见环境光条件下,普通的光电探测器常容易给出误读数,尤其是光源中带有很高比例的红外光时,像红外灯泡。
环境感应设计
环境光传感器(ALS)是一个光电探测器,其感测敏感度与人眼睛类似,可使用在任何要面对环境光的系统上。一个ALS的输出值要能够完美地反映人眼的频率敏感度,在宽的亮度范围内有很高的灵敏度,温度系数低,尤其适合手持应用。
到目前为止,多数ALS都是硅基的,它们的光谱响应灵敏度峰值为550nm,已经接近人眼的光谱灵敏度峰值。硅基的ALS使用了不同的芯片架构和滤波器分层,这样不仅能变换峰值灵敏度,还能抑制红外辐射。因此,相对于标准的硅基传感器,硅基光传感器的光谱感应度要小的多,使其对不同光源的敏感度会弱一些。
硅基环境光传感器包括了硅光晶体管,一种功能良好的小型器件;光电二极管,它的体积大但是性能好。为了适合所有的光照条件,硅基光电探测系统要使用不同电阻,以便在不同分辨率之间不停地切换。这两种传感器还需要在非常亮的环境光条件下提供优化的调光能力。
相对与传统硅基光电传感器的一个重大改进是,这些步进调光ALS可有效地根据连续调光来提供合适的输入,这样会在各种环境下提供连续可读性,而这正是新一代OLED的渴求。
当用硅基光电晶体管实现人们所期望的调光功能时,它需要附加硬件,比如多个电阻,低损开关和温度补偿元件,但这些东西会增加系统成本。
图1 ALS和非ALS
优化混合ALS
还有一类设备是光混合ALS。这些设备包含一个经过优化的光电二极管,可用来进行光检测;一个能放大光电输出信号的IC,可对数模转换器和内置温度进行补偿;模拟电流输出,能直接传送到微控制器中或转化成电压。
这些器件的V-lambda特性可使它们完美模仿人眼的灵敏度。这样,比起光电三极管和光电二极管,其能提供更好的光谱灵敏度,在整个亮度范围完美结合高准确性和低温阻。
图2 光电ALS需要不同的电阻来线性化输出
光混合ALS,像OSRAM SFH 5711环境光传感器,能探测到亮光的微小改变,可进行连续几步的微小调整。这种近似的连续调光能力能在所有的环境光下实现无缝的亮度转换。所以对观察者来说,亮度似乎是恒定的。
光混合ALS还免去了用于线性设计的电阻栅格,只需一个电阻就能组成用于所有环境光条件的完整电路。这样可同时节省在板空间和减少成本。
- 光传感器进步极大改变车身电子应用(08-08)
- 环境光传感器(ALS)背光控制系统解决方案(06-18)
- OLED显示器及其馈电技术(08-13)
- OLED显示模块与C8051F单片机的接口设计(08-14)
- LCD和OLED在车载显示的应用 (08-26)
- OLED最新技术及应用(08-27)