用于感测光的方法技术

一种用于感测入射在电子设备(1)上的光的方法。电子设备(1)包括显示器(11)和安装在显示器(11)后面以接收穿过显示器的入射光的光传感器装置(12)。该方法包括以下步骤：根据调制信号(MS)反复打开和关闭显示器(11)，其中，子帧(SFR)由显示器(11)的打开状态(ON)和后续的关闭状态(OFF)限定。调制信号(MS)取决于至少一个调制参数(MP)。在第一子帧(SFR1)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第一值(MP1)，将显示器亮度设置为第一水平(DL1)。然后，通过在第一子帧(FC1)期间借助于光传感器装置(12)对入射光进行积分来确定第一帧计数(FC1)。在第二子帧(FC2)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第二值(MP2)，将显示器亮度设置为第二水平(DL2)。然后，通过在第二帧(FC2)期间借助于光传感器装置(12)对入射光进行积分来生成第二帧计数(FC2)。最后，根据第一帧计数(FC1)和第二帧计数(FC2)来确定环境光水平(AL)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感测光的方法本专利技术涉及用于光感测的方法，尤其是用于对入射在显示器上的环境光的光感测的方法。诸如环境光传感器(ALS)或颜色传感器之类的光传感器被广泛用于移动设备例如移动电话、智能电话、计算机和平板电脑中。ALS和颜色传感器分别提供有关环境光水平和颜色的信息，这些信息能够被用于支持例如背光灯LED电源电路或OLED驱动器的显示器控制。例如，智能电话中LCD面板的背光灯约占设备总功耗的40％。因此，响应于环境光水平的变化而调节显示器亮度是有很大益处的。在相对黑暗的环境中，能够降低显示器的亮度以节省功耗。这还使用户的眼睛更加放松，并且同时改善了用户体验。现有技术的解决方案通常是试图完全关闭显示器或至少在短时间内关闭显示器。关闭显示器或更改显示器控制信号是在黑暗条件下测量环境光量的一种可能的方法。然而，例如在环境光被调制的情况下，在显示器关闭时间期间并且仅在很短的积分时间内测量环境光可能会导致重大误差。典型示例涉及以50Hz至60Hz的AC运行的光源。对全屏智能电话显示器的需求不断增加。因此，智能电话的边框会越来越窄，并且通常没有足够的空间放置光传感器以测量触摸面板下方环境的照度和相关色温CCT。替代地，客户要求光传感器直接位于显示器面板的下方，以便测量环境的照度和CCT。测量环境光的挑战之一是去除显示器产生的杂散光。此外，光传感器通常具有附加功能例如接近检测，因此应将其放置在靠近显示器的位置，以便正确运行。这些和其他限制条件限制了设计工程师优化光传感器设计的自由度。本专利技术的目的是提供一种用于光感测的方法，该方法实现改进对例如环境光的光源的检测，以便于促进可靠的显示器控制。该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中描述了另外的改进和实施例。应当理解，除非明确地描述为替代，否则下文中关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与下文中描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或更多个特征结合使用，或者与任何其他实施例的任何组合结合使用。此外，在不脱离所附权利要求中限定的用于感测光的方法的范围的情况下，也可以采用以下未描述的等同物和修改。以下涉及光感测领域中的改进的概念，例如显示器后面的光感测。改进后的概念采用了通过调制显示器子帧的亮度来抵消影响显示器的环境光并且随后通过数学运算来抵消环境光的方法。例如，借助于脉冲宽度调制PWM使用调制函数的不同调制参数来调制连续的子帧。在一些实施例中，采用子帧的幅度和/或占空比调制。执行不同子帧期间的光感测并将其与已知参数结合，以得出环境光水平。在至少一个实施例中，用于感测光的方法采用电子设备。该电子设备包括显示器和安装在显示器后面的光传感器装置。入射在显示器上的光可以穿过显示器并且能够借助于光传感器装置接收并且最终被光传感器装置检测到。术语“后面”表示光传感器装置被放置在电子设备的主体上或主体中并被显示器覆盖。在这种配置中，入射在电子设备上的光穿过显示器并最终到达光传感器装置。光可以由光传感器装置检测并且通常包括来自于至少两个源的贡献。首先，来自设备环境的诸如阳光、房间照明、由其他设备发出的光之类的环境光可以撞击显示器并入射到光传感器装置上。其次，显示器例如借助于有源像素或通过背光照明等发光，该光可以被引导或反射回光传感器装置。诸如平板显示器的不同类型的显示器可以与所提出的方法一起使用，不同类型的显示器包括液晶显示器LCD、具有发光二极管LED背光照明的液晶显示器、等离子面板、电致发光面板或基于有机发光二极管OLED的显示器。能够通过包括环境光传感器和/或颜色传感器的各种类型的光传感器来实现光传感器装置。术语“装置”表示集成电路，该集成电路可以具有用于信号采集或(预)处理的各种片上组件。光传感器装置可以具有单个或更多个光传感器例如光电二极管，所述单个或更多个光传感器被封装到公共集成电路中或散布在电子设备的不同位置上。通常，将公共集成电路或各种集成电路组合到同一传感器模块或封装中。电子设备可以是具有显示器的任何设备，例如移动设备、移动电话、智能电话、计算机、平板电脑。感测入射在电子设备上的光的方法包括以下步骤。在执行用于光感测的方法期间，根据调制信号反复打开和关闭显示器。子帧由显示器的打开状态和后续的关闭状态限定。调制信号取决于至少一个调制参数。在第一子帧中，根据所述至少一个调制参数的第一值，将显示器亮度设置为第一水平。通过在第一子帧期间借助于光传感器装置对入射光进行积分来确定第一帧计数。在第二子帧中，根据所述至少一个调制参数的第二值，将显示器亮度设置为第二水平。通过在第二帧期间借助于光传感器装置对入射光进行积分来生成第二帧计数。最后，根据第一帧计数和第二帧计数来确定环境光水平。取决于显示器的类型，术语“打开和关闭显示器”可以具有不同的含义。例如，在有源显示器中，该术语表示一些或所有像素可以被激活或停用，从而分别发光或不发光。例如，在无源显示器中，该术语表示例如显示器背光灯的激活或停用。此外，还设想了有源显示器和显示器背光灯的组合。总之，术语“打开和关闭显示器”表示当显示器打开时，其发出一定量的光。当关闭时，显示器将发出更少的光或者甚至根本不发光。调制信号例如通过显示器驱动器或背光灯控制装置来控制显示器的开关。调制参数可以具有改变调制信号的特性的不同值。在下文中，这将被认为是“调制”，并且将在下面更详细地讨论。所提出的用于光感测的方法实现改进对例如环境光的光源的检测，特别是对显示器后面的光源的检测，以便于促进可靠的显示器控制。实际上，该方法可以被应用于在显示器后面测量光的各种应用。调制的子帧被用于设置不同的显示水平。能够检测到显示器后面的显示器光对传感器信号的影响，并且能够推断出环境光对所述传感器信号的贡献。能够将显示帧中的显示器信息和环境光信息进行分离并进一步处理，以用于如亮度调节、摄像机信息等的显示器控制。由于调制是在子帧上进行的，因此该调制对人眼而言可能是不可见的。另外，与现有技术解决方案相比，单个子帧测量的积分时间能够更长，并且因此可以提供更高的积分计数并且使得硬件的实现能够变得更加容易。总之，利用调制的子帧亮度对显示器后面的环境光进行测量实现更长的积分时间和更简单的芯片集成。在至少一个实施例中，第一积分时间对应于第一子帧的持续时间。第一帧计数指示在第一积分时间期间积分的入射光，或者换言之，指示在第一子帧期间积分的入射光。类似地，第二积分时间对应于第二子帧的持续时间，使得第二帧计数指示在第二积分时间期间积分的入射光。通常，如上所述，所提出的方法实现更长的积分时间。积分可以与子帧的持续时间一样长，从而提供合适的时间帧以实现可靠的信噪比。在至少一个实施例中，第一积分时间对应于第一子帧的持续时间的一部分。换言之，光传感器装置不在子帧的整个持续时间内进行积分，而仅在该持续时间的一部分内进行积分。类似地，第二积分时间也可以对应于第二子帧的持续时间的一部分。在一些应用中，采用比子帧的完整持续时间更短的积分时间可能就足够了。例如，积分时间可以集中在显示器的打开状态与连续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于感测入射到电子设备(1)上的光的方法，所述电子设备(1)包括显示器(11)和安装在所述显示器(11)后面以接收穿过所述显示器的入射光的光传感器装置(12)，所述方法包括以下步骤：/n-根据调制信号(MS)反复打开和关闭所述显示器(11)，其中，子帧(SFR)由所述显示器(11)的打开状态(ON)和后续的关闭状态(OFF)限定，并且所述调制信号(MS)取决于至少一个调制参数(MP)，/n-在第一子帧(SFR1)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第一值(MP1)，将显示器亮度设置为第一水平(DL1)，/n-通过在所述第一子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来确定第一帧计数(FC1)，/n-在第二子帧(SFR2)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第二值(MP2)，将所述显示器亮度设置为第二水平(DL2)，/n-通过在所述第二子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来生成第二帧计数(FC2)，以及/n-根据所述第一帧计数(FC1)和所述第二帧计数(FC2)来确定环境光水平(AL)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 EP 18154506.2;20180515 EP 18172446.91.一种用于感测入射到电子设备(1)上的光的方法，所述电子设备(1)包括显示器(11)和安装在所述显示器(11)后面以接收穿过所述显示器的入射光的光传感器装置(12)，所述方法包括以下步骤：
-根据调制信号(MS)反复打开和关闭所述显示器(11)，其中，子帧(SFR)由所述显示器(11)的打开状态(ON)和后续的关闭状态(OFF)限定，并且所述调制信号(MS)取决于至少一个调制参数(MP)，
-在第一子帧(SFR1)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第一值(MP1)，将显示器亮度设置为第一水平(DL1)，
-通过在所述第一子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来确定第一帧计数(FC1)，
-在第二子帧(SFR2)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第二值(MP2)，将所述显示器亮度设置为第二水平(DL2)，
-通过在所述第二子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来生成第二帧计数(FC2)，以及
-根据所述第一帧计数(FC1)和所述第二帧计数(FC2)来确定环境光水平(AL)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中
-第一积分时间对应于所述第一子帧(SFR1)的持续时间，使得所述第一帧计数(FC1)指示在所述第一积分时间期间积分的入射光，并且
-第二积分时间对应于所述第二子帧(SFR2)的持续时间，使得所述第二帧计数(FC2)指示在所述第二积分时间期间积分的入射光。


3.根据权利要求2所述的方法，其中
-所述第一积分时间对应于所述第一子帧(SFR1)的持续时间的一部分，和/或
-所述第二积分时间对应于所述第二子帧(SFR2)的持续时间的一部分。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一积分时间和所述第二积分时间的值相同。


5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中
-提供同步信号(SYNC)，并且所述同步信号包括同步脉冲(P1、P2)，其中，两个连续的同步脉冲(P1、P2)限定了所述显示器的帧(FR)，
-帧(FR)至少包括所述第一子帧(SFC1)和所述第二子帧(SFR2)，并且
-一系列子帧(SFR1、SFR2)与所述同步信号(SYNC)同步。


6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中
-所述调制信号(MS)包括具有连续的高电平和低电平的一系列脉冲，并且
-子帧(SFR)与所述调制信号(MS)的脉冲和/或所述同步信号(SYNC)同步。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述调制信号(MS)是脉冲宽度调制PWM信号。


8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述调制信号(MS)的脉冲各自具有幅度(A)，并且所述幅度(A)是借助于作为调制参数的幅度参数(AP)设置的。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，借助于所述幅度参数(AP)...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·格雷梅尔雷赫林，约阿希姆·莱希纳，约瑟夫·克里贝尔内格，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT