使用可调光源进行环境光传感器校准

 　　快节奏的智能手机市场增加了对环境光传感器的需求

　　智能手机市场是一个快节奏且竞争激烈的行业，市场领导者必须不断创新，定期发布“更智能”、功能更强大的手机。目前全球智能手机产量每年超过15亿部。虽然每次新产品发布都包含率先上市的功能，但高端品牌继续专注于提升核心功能，例如显示质量、相机图像质量和电池寿命。每部智能手机中通常至少有两个环境光传感器来支持这些核心功能。制造商必须优化其校准流程，以确保能够满足对高性能环境光传感器的高需求。

　　Energetiq 的 TLS 校准

　　高亮度光源，具有足够的带内光通量，适用于高通量工艺。

　　高空间和长期光谱稳定性，可实现始终如一的精确测量。

　　易于集成，无需频繁维护，可实现连续运行。

　　环境光传感器在智能手机的核心功能中发挥着关键作用，例如优化车载摄像头以适应各种照明条件。

　　环境传感器对智能手机性能的贡献

　　环境光传感器也称为颜色或光谱传感器，是简单、低成本的组件，对高端智能手机的性能产生不成比例的巨大影响。这些传感器由少量 (2-12) 个带有光学涂层的光电二极管组成，每个光电二极管传输不同波长带的光。每个光电二极管/涂层对称为“通道”。基本的环境光传感器可能只有两个通道 - 可见光和近红外 (NIR)。在这种情况下，可见光通道检测环境光水平，NIR 通道支持接近感应。接近传感器通道用于在将手机举到用户耳边进行通话时关闭显示屏。更复杂的传感器具有多个颜色通道，例如红色、绿色和蓝色，提供有关环境照明条件的更多信息。环境光传感器用于根据环境条件控制智能手机显示屏的亮度，这直接影响用户体验。根据环境照明条件精确控制显示屏亮度也会影响手机的电池寿命。 LCD 显示屏的背光约占手机总功耗的 40%。因此，在适当的情况下减少背光可以显着延长手机的运行时间。根据环境照明条件精确控制显示屏亮度也会影响手机的电池寿命。 LCD 显示屏的背光约占手机总功耗的 40%。因此，在适当的情况下减少背光可以显着延长手机的运行时间。根据环境照明条件精确控制显示屏亮度也会影响手机的电池寿命。 LCD 显示屏的背光约占手机总功耗的 40%。因此，在适当的情况下减少背光可以显着延长手机的运行时间。

　　智能手机中环境光传感器的另一个重要功能是显示器和机载摄像头的白点匹配。人眼和大脑能够处理复杂的视觉信息，使我们能够在各种照明条件下将白色物体视为“白色”。智能手机依靠环境光传感器捕获的数据来校正显示屏和数码照片中的图像，以便白色物体在不同的照明条件下呈现白色。

　　环境光传感器校准程序

　　校准过程需要用窄带或“单色”光以离散波长步长照射传感器，覆盖传感器的光谱范围。 “单色”光由被测传感器和光谱仪同时测量，从而提供参考测量。

　　将每个传感器的响应与参考测量值进行比较，提供用于补偿传感器中单元间差异的数据。图 1 显示了采用TLS-EQ-77-S激光驱动可调谐光源的校准设置示例。

　　图 1：典型环境光传感器校准设置图。

　　Energetiq 可调谐光源提高工艺吞吐量

　　Energetiq 可调谐光源 (TLS) 将 Energetiq 独特的激光驱动光源 (LDLS™) 与定制的单色仪配对，该单色仪与光源的特性相匹配，以比较大限度地提高耦合效率。这种组合提供了环境光传感器校准所需的高分辨率，同时提高了制造环境中的工艺吞吐量。

　　TLS 的单色仪按波长扫描光。单色仪的入口和出口狭缝的宽度在波长带宽和带内光通量之间的权衡中起着关键作用。更宽的狭缝允许更多的光通过，但带宽也更宽。相反，较窄的狭缝可实现较窄的带宽(高分辨率)，但也会限制可传输的光量。TLS 是独一无二的，因为该产品所围绕的 LDLS 具有高光谱辐射率。 LDLS 光源的高辐射率允许更多的光通过狭窄的单色仪狭缝有效耦合。这意味着与其他可调谐光源相比，可以在较窄的带宽内传递更多的光通量。通过 Energetiq TLS 单色仪狭缝传输的光量，与典型的基于氙弧灯的系统相比，如图 1中心附近的两个插图所示。LDLS 的光谱辐射亮度比氙弧灯的光谱辐射亮度高约7倍，从而能够实现更高的光谱辐射亮度。光吞吐量，因此在传感器校准期间具有更高的处理吞吐量。

　　为了有效校准环境光传感器，光源的带宽必须足够窄，以准确表征传感器的性能。Energetiq TLS 的标准配置提供6.5nm的带宽，这已被证明对于校准过程是有效的。校准传感器的照明面积通常约为25平方厘米。虽然单色光源的带宽是校准精度的关键参数，但带内光通量才是驱动流程效率和吞吐量的关键参数。光通量越高，可以照亮更大的区域，并且可以同时校准更多的传感器。通过这种方式，Energetiq TLS 的高带内通量可直接提高制造环境的盈利能力。

　　Energetiq TLS 的其他优势

　　Energetiq TLS 的高光通量并不是环境光传感器校准的唯一优势。下表重点介绍了几个额外的好处。

审核编辑 黄宇