選擇合適的環(huán)境光傳感器來優(yōu)化OLED性能

有機發(fā)光二極管有很多優(yōu)點，諸如固有亮度、低功耗、最小厚度、短響應時間、高對比度、寬可視角和逼真的色彩。毫無疑問，它們將成為手持設備中顯示技術(shù)的首選。
然而，要使OLED|0">OLED顯示器在各種照明情況下持續(xù)地保持良好的清晰度是非常困難的。最理想的方案是，增加一個帶調(diào)光功能的亮度傳感器，它能自動探測人眼不能感知的亮度，使顯示器在各種光線條件下維持相同的亮度和外觀。對于電池供電的OLED設備，使用自動光感應功能可節(jié)省能量，因為這樣能在弱光條件下減暗OLED，達到節(jié)省能量和延長顯示器使用周期的目的。

光感應策略
有幾種亮度感應技術(shù)已經(jīng)應用在解決方案中。它們包括了光電池、光電二極管和光電三極管之類的硅基光電傳感器。這些光電傳感器對多種光源都敏感，像太陽光、白熾燈、熒光燈等。許多光源都能發(fā)出可見光和紅外光，不同光源的可見光強度類似，但紅外光強度并不相同。當探測光強的時候，光源的發(fā)射特性和探測器的光譜敏感度都必須考慮在內(nèi)。
普通硅基光傳感器的光譜響應范圍在350～1100nm之間，峰值敏感度在880nm左右，對紅外光高度敏感。相比較而言，人眼能感測的波長范圍很短，約400～700nm，峰值敏感度為560nm左右。在可見環(huán)境光條件下，普通的光電探測器常容易給出誤讀數(shù)，尤其是光源中帶有很高比例的紅外光時，像紅外燈泡。

環(huán)境感應設計
環(huán)境光傳感器（ALS）是一個光電探測器，其感測敏感度與人眼睛類似，可使用在任何要面對環(huán)境光的系統(tǒng)上。一個ALS的輸出值要能夠完美地反映人眼的頻率敏感度，在寬的亮度范圍內(nèi)有很高的靈敏度，溫度系數(shù)低，尤其適合手持應用。
到目前為止，多數(shù)ALS都是硅基的，它們的光譜響應靈敏度峰值為550nm，已經(jīng)接近人眼的光譜靈敏度峰值。硅基的ALS使用了不同的芯片架構(gòu)和濾波器分層，這樣不僅能變換峰值靈敏度，還能抑制紅外輻射。因此，相對于標準的硅基傳感器，硅基光傳感器的光譜感應度要小的多，使其對不同光源的敏感度會弱一些。
硅基環(huán)境光傳感器包括了硅光晶體管，一種功能良好的小型器件；光電二極管，它的體積大但是性能好。為了適合所有的光照條件，硅基光電探測系統(tǒng)要使用不同電阻，以便在不同分辨率之間不停地切換。這兩種傳感器還需要在非常亮的環(huán)境光條件下提供優(yōu)化的調(diào)光能力。
相對與傳統(tǒng)硅基光電傳感器的一個重大改進是，這些步進調(diào)光ALS可有效地根據(jù)連續(xù)調(diào)光來提供合適的輸入，這樣會在各種環(huán)境下提供連續(xù)可讀性，而這正是新一代OLED的渴求。
當用硅基光電晶體管實現(xiàn)人們所期望的調(diào)光功能時，它需要附加硬件，比如多個電阻，低損開關(guān)和溫度補償元件，但這些東西會增加系統(tǒng)成本。

圖1 ALS和非ALS

優(yōu)化混合ALS
還有一類設備是光混合ALS。這些設備包含一個經(jīng)過優(yōu)化的光電二極管，可用來進行光檢測；一個能放大光電輸出信號的IC，可對數(shù)模轉(zhuǎn)換器和內(nèi)置溫度進行補償；模擬電流輸出，能直接傳送到微控制器中或轉(zhuǎn)化成電壓。
這些器件的V-lambda特性可使它們完美模仿人眼的靈敏度。這樣，比起光電三極管和光電二極管，其能提供更好的光譜靈敏度，在整個亮度范圍完美結(jié)合高準確性和低溫阻。

圖2 光電ALS需要不同的電阻來線性化輸出

光混合ALS，像OSRAM SFH 5711環(huán)境光傳感器，能探測到亮光的微小改變，可進行連續(xù)幾步的微小調(diào)整。這種近似的連續(xù)調(diào)光能力能在所有的環(huán)境光下實現(xiàn)無縫的亮度轉(zhuǎn)換。所以對觀察者來說，亮度似乎是恒定的。
光混合ALS還免去了用于線性設計的電阻柵格，只需一個電阻就能組成用于所有環(huán)境光條件的完整電路。這樣可同時節(jié)省在板空間和減少成本。