选择合适的环境光传感器来优化OLED性能

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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。