Texas Instruments OPT3005环境光传感器 (ALS) 是一款单芯片照度计，可测量人眼可见光的强度。OPT3005具有强大的红外抑制和精确的光谱响应特性，无论什么光源，还是850nm或940nm主动照明的杂散光，都能准确测量人眼可见光的强度。当工业设计要求在深色玻璃下安装传感器时，特别是850nm或940nm NIR主动照明的杂散光，极端红外抑制有助于保持高精度。这些系统通常有来自保护玻璃的诸多NIR杂散光反射，可影响光传感器测量。OPT3005的精密光学滤波经过验证，可适应这种NIR杂散光反射，并真正测量人眼感知的环境光。

数据手册：*附件：Texas Instruments OPT3005环境光传感器 (ALS)数据手册.pdf

Texas Instruments OPT3005设计用于为人类创造光体验的系统。它是光电电阻器、光电二极管或其他具有较小人眼匹配和红外抑制能力的环境光传感器的首选替代品。凭借内置的满量程设置功能，无需手动选择满量程范围即可在20mlux至166klux范围内进行测量。该功能允许在23位有效动态范围内进行光测量。

特性

• 精确光学滤波，匹配人眼
  • 在较大的入射角范围内抑制 99.99+% 近红外 (NIR) 光（4+色阶）
• 内置自动满标度照度范围选择逻辑，可根据输入光条件切换测量范围，范围之间具有良好的增益匹配
• 测量（20mlux至 167klux）
• 12种二进制加权满量程范围设置
  • 范围间匹配：<>
• 23位有效动态范围，具有自动增益范围
• 低工作电流：1.8µA（典型值）
• 工作温度范围：–40°C至+85°C
• 宽电源电压范围：1.6V至3.6V
• 可耐受5.5V电压的I/O
• 灵活的中断系统
• 小尺寸
  • 2.1mm × 1.9mm × 0.6mm for SOT-5X3封装

功能框图

德州仪器OPT3005环境光传感器技术解析

一、产品概述与核心特性

OPT3005是德州仪器(TI)专为视频监控摄像头设计的精密环境光传感器(ALS)，具有以下突出特性：

• ‌人眼匹配光谱响应‌：
  • 精确光学滤波匹配人眼视觉曲线
  • 对850nm和940nm近红外(NIR)光的抑制达到99.99%以上（超过4个数量级）
• ‌自动量程切换‌：
  • 内置全自动量程选择逻辑
  • 12个二进制加权全量程设置，范围间匹配误差<0.2%
• ‌宽动态范围‌：
  • 测量范围：20mlux至167klux
  • 23位有效动态范围（自动增益调节）
• ‌超低功耗‌：
  • 工作电流仅1.8μA（典型值）
  • 工作电压范围：1.6V至3.6V

二、关键技术创新

2.1 精密光学滤波技术

OPT3005采用特殊光学滤波设计：

• 光谱响应曲线精确匹配人眼光谱响应（见图1）
• 极端抑制850nm/940nm红外光，即使在宽入射角范围内（±85°）
• 适用于带有主动NIR照明的场景（如夜视摄像头）

2.2 智能量程管理系统

• ‌自动量程模式‌（RN[3:0]=1100b）：
  • 自动选择最佳测量量程
  • 10ms快速量程评估
  • 量程间无缝切换
• ‌手动量程模式‌：
  • 12个固定量程可选（0000b-1011b）
  • 可通过ME位屏蔽指数输出简化处理

三、电气特性与性能参数

3.1 基本规格

参数	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	1.6	3.3	3.6	V
工作温度	-40	25	85	°C
静态电流	-	1.8	2.5	μA
转换时间	100	800	-	ms

3.2 光学性能

• 线性度误差：<2%（>80lux时）
• 温度漂移：0.06%/°C（2000lux时）
• 半功率角：57°

四、接口与寄存器配置

4.1 I2C接口特性

• 支持标准/快速/高速模式（最高2.6MHz）
• 4个可选地址（通过ADDR引脚配置）
• 集成28ms总线超时保护

4.2 关键寄存器

1. ‌ 结果寄存器（00h） ‌：
   • 4位指数(E[3:0])+12位尾数(R[11:0])
   • 照度计算公式：lux = 0.02 × (2^E[3:0]) × R[11:0]
2. ‌ 配置寄存器（01h） ‌：
   • 工作模式控制（M[1:0]）
   • 中断配置（L/POL/FC[1:0]）
   • 默认值：C810h
3. ‌ 上下限寄存器（02h/03h） ‌：
   • 窗口比较功能
   • 支持透明和锁存两种中断模式

五、典型应用设计

5.1 暗窗补偿方案

1. 测量标准光源下窗口透射率（如荧光灯1000lux→73lux）
2. 计算补偿系数：7.3%
3. 应用补偿公式：实际照度=测量值/7.3%

5.2 布局建议

• 光学部分：
  • 保持传感器表面清洁
  • 避免金属部件靠近感光区域
  • 视场角设计≥±45°
• 电气部分：
  • 电源旁路电容靠近VDD引脚
  • I2C线路走线尽量短
  • 热焊盘接地处理

六、应用场景

• 网络IP摄像头自动曝光控制
• 视频门铃环境光检测
• 带主动NIR照明的安防系统
• 工业/家居照明控制