你是我的眼:環(huán)境光傳感器
發(fā)布時(shí)間:2021-06-07 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】當(dāng)夜幕降臨,汽車儀表盤上有一雙“眼睛”默默地感知周圍的光線,從而自動(dòng)調(diào)節(jié)背光亮度,以保證用戶最佳的駕駛體驗(yàn)且降低功耗。這雙神奇的 “眼睛”便是今天的主角---環(huán)境光傳感器。
為什么要使用環(huán)境光傳感器?
● 改善用戶視覺體驗(yàn);
● 優(yōu)化圖像顯示之外;
● 降低顯示器的消耗,延長(zhǎng)電池以及顯示器的使用壽命。
哪里會(huì)用到環(huán)境光傳感器?
如下圖1所示,后視鏡、儀表盤、車載娛樂主機(jī)顯示屏、后枕屏、側(cè)視鏡、車大燈等都需要基于亮度做出相應(yīng)的調(diào)整,這時(shí)候就需要用到環(huán)境光傳感器。
圖- 1
環(huán)境光傳感器是如何工作的?
事實(shí)上,環(huán)境光傳感器相當(dāng)于模仿人眼去感知周圍的光線強(qiáng)度,然后將信號(hào)告知CPU讓其自動(dòng)調(diào)節(jié)背光亮度。所以環(huán)境光傳感器的光譜響應(yīng)曲線必須與人眼感知光譜響應(yīng)曲線高度匹配,這樣才能準(zhǔn)確測(cè)量人眼可見光的強(qiáng)度。為了美觀,通常會(huì)將環(huán)境光傳感器裝在深色玻璃下,但是深色玻璃會(huì)減弱可見光,增強(qiáng)紅外線。
如圖2中的1-3所示,綠色曲線是人眼感知的光譜范圍。可以看到,紫色曲線的環(huán)境光被衰減,藍(lán)色曲線的白熾光(主要成分是紅外線)未衰減,所以沒有經(jīng)過環(huán)境光傳感器處理,很容易會(huì)造成光線過強(qiáng)的誤判(因?yàn)樵谌搜鄹兄庾V范圍外的紅外線沒有衰減)。
如圖2中的4-6所示,環(huán)境光傳感器具有人眼感知光譜特性,可以有效衰減紅外線造成的干擾,而且還具備自動(dòng)調(diào)節(jié)增益的功能,從而可以正確反映人眼接收光線的強(qiáng)弱,并且具有優(yōu)秀的線性度。
圖- 2
傳統(tǒng)的光電晶體管解決方案
光電晶體管的光譜特性如下圖3所示,由于光電晶體管的光譜特性并不完全符合人眼的光譜特性,在紅外線強(qiáng)的情況下,容易誤判光線的強(qiáng)弱。比如,當(dāng)檢測(cè)到紅外線很強(qiáng)的時(shí)候誤以為環(huán)境光就很強(qiáng),從而將亮度調(diào)暗。為了解決這個(gè)問題,在使用光電晶體管有時(shí)需要在玻璃上開一個(gè)小孔,這樣給生產(chǎn)帶來了麻煩以及增加了成本。
圖- 3
● 新一代的環(huán)境光傳感器解決方案
1) 與傳統(tǒng)的光晶體管解決方案相比,TI推出的環(huán)境光傳感器OPT3001-Q1的優(yōu)勢(shì)在于:
● 在深色玻璃下性能表現(xiàn)優(yōu)異
相比光電晶體管,OPT3001-Q1在深色玻璃下的表現(xiàn)性能優(yōu)異,它是專為打造基于光線的人眼般體驗(yàn)的系統(tǒng)而設(shè)計(jì), 是人眼匹配度和紅外阻隔率較低的光電二極管、 光敏電阻或其他環(huán)境光傳感器的首選理想替代產(chǎn)品。
圖- 4
● 集成度相當(dāng)高
集成光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換,使用簡(jiǎn)單的I2C輸出,極大降低BOM成本。
● 小巧的封裝
封裝僅為2mm*2mm,適合空間受限的場(chǎng)合。
● 無需校正
傳統(tǒng)的離散解決方案需要標(biāo)定兩個(gè)不同光線條件下的點(diǎn),然后采用查表法去調(diào)節(jié)增益。而OPT3001內(nèi)置增益自動(dòng)調(diào)節(jié)功能,從而保證在整個(gè)范圍內(nèi)獲得最佳線性度。
2) 與友商相比,OPT3001-Q1的優(yōu)勢(shì)也相當(dāng)明顯:
● 世界上極少數(shù)擁有車規(guī)級(jí)(Grade 2)環(huán)境光傳感器的公司之一;
● 高性能光學(xué)濾波,高匹配人眼光譜:超過99%的紅外抑制;
圖- 5
● 優(yōu)異的性能指標(biāo): 0.01-83k Lux寬動(dòng)態(tài)范圍,23位有效分辨率;
● 自適應(yīng)增益調(diào)節(jié):根據(jù)輸入光強(qiáng)自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部增益;
● 超低功耗:1.6-3.6V供電,2.5uA(max)靜態(tài)電流,1uA(max)關(guān)機(jī)電流;
● 超小封裝:2mm*2mm。
3) TI環(huán)境光傳感器產(chǎn)品推薦:
汽車級(jí)主推OPT3001-Q1,特點(diǎn)列舉如下表所示:
表- 1
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