一种用于环境光传感芯片照度检测系统及方法技术方案

本发明专利技术旨在提供一种结构简单、使用方便、成本较低且适用性较强的用于环境光传感芯片照度检测系统，同时还提供了一种测试精度高、适用于室内外环境光的利用如上述的用于环境光传感芯片照度检测系统对环境光传感芯片照度进行检测的检测方法。上述用于环境光传感芯片照度检测系统包括测试光源装置和与所述测试光源装置相配合的积分球及照度监控模组，所述积分球上设有第一出光口和第二出光口，所述第一出光口和所述第二出光口对称设置在所述积分球上，所述照度监控模组与所述第一出光口相配合，测试时，待测ALS位于所述第二出光口的下方并与所述第二出光口的中心线同心。本发明专利技术可应用于照度检测的技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种用于环境光传感芯片照度检测系统及方法
本专利技术涉及照度检测的
，特别涉及一种用于环境光传感芯片照度检测系统及方法。
技术介绍
近年来，环境光传感器（AmbientLightSensor，简称ALS），目前被广泛用于许多LCD显示应用，从消费电子到汽车应用，通过自动调节显示器亮度，它们能够帮助节约设备电池电量。此外，如果外部光照强烈，而屏幕亮度不够，则难以看清屏幕显示内容；相反，环境较暗而屏幕过亮，则人眼会觉得屏幕非常刺眼，时间长久，则容易造成视疲劳。通常，环境光传感器设置在显示屏的附近，这样与显示屏所处的环境照度基本相同，ALS所测试出的照度也就是显示屏所接受的照度，显示屏通过外界照度的大小可以调节自身的亮度。环境光传感器通过接受外部光线可以产生一定的光电流，而光电流大小与外界的环境光的强弱成正比。通过光电流与外界照度的响应关系，就可以得知屏幕上的照度，从而反馈出信号，来调节屏幕的亮度。为了准确测出外界环境光照度，则在测量前需要对ALS进行照度标定，从而得到外部照度与光电流响应的线性关系，即系数K。目前市面上的校准方法采用一个或多个发光强度已知的光源，通过照射ALS的白光通道产生一定的光电流，从而得出照度与光电流的响应关系，这种方法通常算法简便，但精度不高，因为环境光中的可见光范围为380nm～780nm，芯片对各个光谱响应比例不同，不同的光谱在相同的照度下可生的光电流也不一致。也有设备采用利用红外线占总光谱能量的比例，引入一个修正系数α，可以得到不同色温下芯片对照度的响应，这种算法比较复杂，且仅仅适用于室外环境光，在出现同色异谱现象时，具有相同的色温可能会有不同的光谱组成，目前越来越多的电子产品出现在室内应用场景，室内环境光的光谱组成较外部环境光复杂，一些照明所包含的红外分量非常少，此时这种方法会有失效的可能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、成本较低且适用性较强的用于环境光传感芯片照度检测系统，同时还提供了一种测试精度高、适用于室内外环境光的包括上述用于环境光传感芯片照度检测系统及该检测系统的检测方法。本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术包括测试光源装置和与所述测试光源装置相配合的积分球及照度监控模组，所述积分球上设有第一出光口和第二出光口，所述第一出光口和所述第二出光口对称设置在所述积分球上，所述照度监控模组与所述第一出光口相配合，测试时，待测ALS位于所述第二出光口的下方并与所述第二出光口的中心线同心。进一步，所述照度监控模组包括光谱仪、光纤和余弦探测器，所述余弦探测器通过所述光纤与所述光谱仪连接，所述余弦探测器的感光面331位于所述第一出光口的上方并与所述第一出光口同心设置。一种利用如上述的用于环境光传感芯片照度检测系统对环境光传感芯片照度进行检测的检测方法，包括如下步骤：a、制作光谱响应曲线图：所述待测ALS为一种通道数量为五的环境光感应芯片，分为R、G、B、C、IRChannel通道，分别对红、绿、蓝、白、红外光谱响应，根据各通道的响应曲线制作响应曲线图；b、确定灵敏度主要差异的校正因子：根据步骤a的曲线图确定各单色通道对于白光通道的相对响应关系，将白光通道的最大响应系数设置为1，因各通道对于相同光谱的最大相对响应不一致，引入校正因子CFR、CFG、CFB，三个单色通道的校正因子分别等于1与相应通道的最大相对响应之比；c、确定各单色通道的光谱光视效率：不同频率的光有不同的光视效率，光视效率为，其中常量Km=683lm/w；d、确定各单色通道响应分量占比：用一均匀白光点亮，照射ALS，三个通道输出电流值，将R、G、B三个通道分别记为IR、IG、IB，对原始数据乘以校正因子，有IR’=IR*CFR、IG’=IG*CFG、IB’=IB*CFB，则IPR=IR’/(IR’+IG’+IB’)，IPG=IG’/(IR’+IG’+IB’)，IPB=IB’/(IR’+IG’+IB’)，且IPR+IPG+IPB=1；e、确定白光通道的光谱光视效率：利用白光通道对于整个可见光波段都响应，求对照度的响应系数，其总的光谱光视效率等于各个单色通道乘以各自所占分量之和=K（C）=K(R)*IPR+K(G)*IPG+K(B)*IPB；其中，K(R)为红光通道，K(G)为绿光通道，K(B)为蓝光通道；f、确定白光通道光谱响应系数：利用白光通道对于整个可见光波段都响应，求对应照度的响应系数，保持光源的发光通量至光谱仪显示的照度值依旧为E，测试白光通道产生一个电流值Ic，建立等式：E=K（C）*R（C）*Ic，R（C）为白光通道的响应系数，E、K（C）、Ic为已知量，得R（C）；g、计算照度值：由步骤f中的R（C），有方程E=K（C）*R（C）*Ic，等式中，E为待测的值；Ic为所述待测ALS所响应的电流值；R（C）根据步骤f得出；K（C）根据步骤d和步骤e的方法，解出所述待测ALS的白光通道对于处于测量状态下环境光的光谱光视效率。本专利技术的有益效果是：所述用于环境光传感芯片照度检测系统采用的结构包括测试光源装置和与所述测试光源装置相配合的积分球及照度监控模组，所述积分球上设有第一出光口和第二出光口，所述第一出光口和所述第二出光口对称设置在所述积分球上，所述照度监控模组与所述第一出光口相配合，测试时，待测ALS位于所述第二出光口的下方并与所述第二出光口的中心线同心，所以，与现有的检测系统相比，本专利技术整体结构简单，成本较低，采用积分球作为均匀光源，可靠性、稳定性较高，可兼容不同种类的ALS,此外还增加了照度监控模组，具有实时补偿的效果，能够有效降低测量过程中因抖动或灯源老化带来的影响。另外，上述用于环境光传感芯片照度检测系统的检测方法包括：a、制作光谱响应曲线图；b、确定灵敏度主要差异的校正因子；c、确定各单色通道的光谱光视效率；d、确定各单色通道响应分量占比；e、确定白光通道的光谱光视效率；f、确定白光通道光谱响应系数；g、计算照度值。检测方法采用了引入校正因子的方式，可以校正单通道的灵敏度差异，求得了各通道的光谱光视效率；还可根据各通道分量占比求出白光通道的光谱光视效率，较为精确地算出不同光谱比例下的照度值；不使用红外通道，避免了红外光线对照度测量的影响；测试精度高，且适用于室内外环境光。附图说明图1是本专利技术的平面结构示意图；图2是所述照度监控模组的平面结构示意图；图3是本专利技术实施例一的光谱响应曲线图；图4是本专利技术实施例一的光谱光视效率图；图5是本专利技术实施例一的标定及测量流程图；图6是本专利技术实施例二的标定流程图；图7是本专利技术实施例二的测量流程图；图中，线1为Blue、线2为Clear、线3为Green、线4为Red、线5为IRChannel。具体实施方式实施例一：如图1至图5所示，在本专利技术中，所述用于环境光传感芯片照度检测系统包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于环境光传感芯片照度检测系统，其特征在于：包括测试光源装置（1）和与所述测试光源装置（1）相配合的积分球（2）及照度监控模组（3），所述积分球（2）上设有第一出光口（21）和第二出光口（22），所述第一出光口（21）和所述第二出光口（22）对称设置在所述积分球（2）上，所述照度监控模组（3）与所述第一出光口（21）相配合，测试时，待测ALS（4）位于所述第二出光口（22）的下方并与所述第二出光口（22）的中心线同心。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于环境光传感芯片照度检测系统，其特征在于：包括测试光源装置（1）和与所述测试光源装置（1）相配合的积分球（2）及照度监控模组（3），所述积分球（2）上设有第一出光口（21）和第二出光口（22），所述第一出光口（21）和所述第二出光口（22）对称设置在所述积分球（2）上，所述照度监控模组（3）与所述第一出光口（21）相配合，测试时，待测ALS（4）位于所述第二出光口（22）的下方并与所述第二出光口（22）的中心线同心。


2.根据权利要求1所述的一种用于环境光传感芯片照度检测系统，其特征在于：所述照度监控模组（3）包括光谱仪（31）、光纤（32）和余弦探测器（33），所述余弦探测器（33）通过所述光纤（32）与所述光谱仪（31）连接，所述余弦探测器（33）的感光面（331）位于所述第一出光口（21）的上方并与所述第一出光口（21）同心设置。


3.一种利用如权利要求2所述的用于环境光传感芯片照度检测系统对环境光传感芯片照度进行检测的检测方法，包括如下步骤：
a、制作光谱响应曲线图：所述待测ALS（4）为一种通道数量为五的环境光感应芯片，分为R、G、B、C、IRChannel通道，分别对红、绿、蓝、白、红外光谱响应，根据各通道的响应曲线制作响应曲线图；
b、确定灵敏度主要差异的校正因子：根据步骤a的曲线图确定各单色通道对于白光通道的相对响应关系，将白光通道的最大响应系数设置为1，因各通道对于相同光谱的最大相对响应不一致，引入校正因子CFR、CFG、CFB，三个单色通道的校正因子分别等于1与相应通道的最大相对响应之比...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灵光，李佩芸，刘俊，宋斌杰，
申请(专利权)人：珠海市运泰利自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44