环境光感测系统技术方案

本公开描述了对于以下情况可以有用的技术：环境光传感器设置在主机设备的显示屏后面，使得由传感器检测到的环境光在被传感器检测之前穿过发光显示器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】环境光感测系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年8月2日提交的美国临时专利申请第62/713,835号的优先权权益。该先前申请的内容通过引用合并于此。
本公开涉及环境光感测系统。
技术介绍
在智能手机工业设计中的新近趋势是通过减小边框宽度并通过去除光学传感器的孔以及麦克风、扬声器和/或指纹读取设备的其他孔来清理剩余的边框区域来最大化屏幕面积。另一方面，也有增加光学传感器的数量以用于增加的功能的趋势。例如，可以提供环境光传感器(ambientlightsensor，ALS)以便于调整显示屏亮度以适应周围的照明环境，从而使显示器看起来清晰和可读，同时还减小了显示器的整体能耗。智能手机市场的进一步趋势是采用有机发光显示器(organiclightemittingdisplay，OLED)。这种趋势创造了将ALS从智能手机的边框移到OLED下面的位置的机会。OLED通常是不透明的，主要是因为其背面有保护膜。可以在很小的区域内去除该膜，以允许环境光穿过OLED的剩余层到达ALS。然而，即使去除该膜，OLED也不是很透光的，因此需要非常敏感的传感器才能进行环境光检测。还有进一步复杂化，其使得通过OLED进行环境光检测在技术上具有挑战性。ALS传感器不仅可以检测穿过显示器的环境光(例如背景光、日光等)，还会检测显示器本身生成的光。因此，在ALS的驱动下，显示亮度将随着传感器正上方像素亮度的变化而波动。这种波动是不希望的。
技术实现思路
本公开描述了包括环境光传感器系统的便携式计算设备和其他装置。在本公开中描述的技术对环境光传感器被设置在主机设备的显示屏后面以使得由传感器检测到的环境光在被传感器检测之前穿过发光显示器的情况是特别有利的。例如，在一个方面，本公开描述了一种包括显示屏和设置在显示屏后面的环境光传感器的装置。电子控制单元能够操作以基于消隐(blanking)PWM信号的占空比来控制显示屏的亮度，其中消隐PWM信号的至少一个关闭(OFF)时间完全发生在环境光传感器的第一积分周期内，并且其中消隐PWM信号的至少一个其他积分周期开启(ON)时间完全发生在消隐PWM信号的开启时间期间。电子控制单元进一步能够操作以获取环境光传感器的输出的样本，从样本的组中识别最高值和最低值，并且至少部分地基于最高值和最低值来估计环境光信号的大小。本公开还描述了一种方法，该方法包括获取设置在显示屏后面的环境光传感器的输出的样本，该显示屏具有能够由消隐PWM信号的占空比控制的亮度，其中消隐PWM信号的至少一个关闭时间完全发生在环境光传感器的第一积分周期内，并且其中至少一个其他积分周期完全发生在消隐PWM信号的开启时间期间。该方法包括从样本的组中识别最高值和最低值，以及至少部分地基于最高值和最低值来估计环境光信号的大小。一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些情况下，电子控制单元能够操作以还基于环境光传感器的积分周期的持续时间和/或基于消隐PWM信号的关闭时间来估计环境光信号的大小。在一些实施方式中，环境光传感器的积分周期大于消隐PWM信号的关闭时间。例如，在一些情况下，环境光传感器的积分周期至少是消隐PWM信号的关闭时间的两倍。在另一方面，本公开描述了一种包括显示屏和设置在显示屏后面的环境光传感器的装置。电子控制单元能够操作以基于消隐PWM信号的占空比来控制显示屏的亮度。电子控制单元进一步能够操作以获取环境光传感器的输出的样本，从样本的组中识别最高值，确定该样本的组的平均值，以及至少部分地基于最高值和平均值来估计环境光信号的大小。本公开还描述了一种方法，该方法包括获取设置在具有能够由消隐PWM信号的占空比控制的亮度的显示屏后面的环境光传感器的输出的样本，从样本的组中识别最高值，确定该样本的组的平均值，以及至少部分地基于最高值和平均值来估计环境光信号的大小。一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些情况下，消隐PWM信号的开启时间至少是环境光传感器的积分周期的两倍。在一些情况下，电子控制单元能够操作以还基于环境光传感器的积分周期的持续时间和/或基于发生在消隐PWM信号的周期内的所有样本的平均值来估计环境光信号的大小。例如，本技术在其中环境光传感器的积分时间不需要与显示屏的帧速率同步的异步系统中可以是有利的。在一些情况下，采样频率可能与显示屏帧速率略有不同，从而允许传感器的积分时间在相对较短的周期内与显示器PWM消隐时间同相和异相。该特征继而可以使采样时间几乎增加到整个显示屏关闭时间。从下面的详细说明、附图和权利要求书中可以很容易地看出其他方面、特征和优点。附图说明图1示出了包括显示屏后面的环境光传感器的主机设备的各种特征。图2示出了用于有机发光显示器的驱动电路的示例。图3示出了根据第一实施方式对消隐PWM信号进行采样的示例。图4是根据第一实施方式的方法的流程图。图5示出了根据第二实施方式的对消隐PWM信号进行采样的示例。图6是根据第二实施方式的方法的流程图。具体实施方式如图1所示，诸如便携式计算设备(例如，智能手机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机或可穿戴的)的主机设备10包括OLED型或其他显示屏12，其可以直接设置在前玻璃20的下面。环境光传感器(ALS)14直接设置在显示屏12的一部分下面，并且能够操作以感测环境光(例如，日光或其他背景光)。ALS14还可以感测由显示屏12本身生成的光。ALS14可以包括一个或多个光电二极管或其他光感测元件，每个光电二极管或其他光感测元件对可能彼此不同的相应波长或波长范围敏感。电子控制单元(electroniccontrolunit，ECU)16能够操作以接收、处理和分析来自ALS14的信号，并控制显示屏12的亮度。例如，ECU16可以是用于传感器集线器的处理器或便携式计算设备10中的一些其他处理器。可以例如通过利用与每个像素串联的晶体管对该像素应用PWM调制，或者通过调整可以驱动每个像素的电流的总体范围来控制OLED的整体亮度。图2示出了用于单个OLED像素的OLED驱动电路的示例。取决于存储在电容器C1上的电荷，由第一晶体管TFT1控制驱动每个像素的电流，从而控制每个像素的亮度。在每个像素导通前，通过将电压SCAN1设置为低，将电容器C1充电到适当的电平VDATA。一旦电压SCAN2变为高，第二晶体管TFT2导通，并允许电流流过由第一晶体管TFT1调制的OLED像素。电压SCAN2还用于通过以周期性显示器帧速率的倍数(例如，60Hz的倍数)应用方波来应用PWM调制以减小总体显示亮度。方波的占空比设置显示亮度。占空比越高，消隐PWM信号开启的时间越长(即，数字高信号)。原则上，可以通过估计来自显示屏的光贡献并从总的测量的光信号(即，表示环境光和显示屏光之和的信号)中减去该值来确定环境光信号。如果消隐PWM信号的占空比相对较低(例如，在一些情况下小于40％)，则PWM信号的占空比关闭时间可以足够长，以在占空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n显示屏；/n设置在所述显示屏后面的环境光传感器；以及/n电子控制单元，能够操作以基于消隐PWM信号的占空比来控制所述显示屏的亮度，其中所述消隐PWM信号的至少一个关闭时间完全发生在所述环境光传感器的第一积分周期内，并且其中所述消隐PWM信号的至少一个其他积分周期开启时间完全发生在所述消隐PWM信号的开启时间期间，/n其中，所述电子控制单元进一步能够操作以获取所述环境光传感器的输出的样本，从所述样本的组中识别最高值和最低值，并且至少部分地基于所述最高值和所述最低值来估计环境光信号的大小。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180802 US 62/713,8351.一种装置，包括：
显示屏；
设置在所述显示屏后面的环境光传感器；以及
电子控制单元，能够操作以基于消隐PWM信号的占空比来控制所述显示屏的亮度，其中所述消隐PWM信号的至少一个关闭时间完全发生在所述环境光传感器的第一积分周期内，并且其中所述消隐PWM信号的至少一个其他积分周期开启时间完全发生在所述消隐PWM信号的开启时间期间，
其中，所述电子控制单元进一步能够操作以获取所述环境光传感器的输出的样本，从所述样本的组中识别最高值和最低值，并且至少部分地基于所述最高值和所述最低值来估计环境光信号的大小。


2.如权利要求1所述的装置，其中，所述电子控制单元能够操作以还基于所述环境光传感器的积分周期的持续时间来估计所述环境光信号的所述大小。


3.如权利要求2所述的装置，其中，所述电子控制单元能够操作以还基于所述消隐PWM信号的所述关闭时间来估计所述环境光信号的所述大小。


4.如权利要求2-3中任一项所述的装置，其中，所述环境光传感器的所述积分周期大于所述消隐PWM信号的关闭时间。


5.如权利要求4所述的装置，其中，所述环境光传感器的所述积分周期至少是所述消隐PWM信号的所述关闭时间的两倍。


6.一种方法，包括：
获取设置在显示屏后面的环境光传感器的输出的样本，所述显示屏具有能够由消隐PWM信号的占空比控制的亮度，其中所述消隐PWM信号的至少一个关闭时间完全发生在所述环境光传感器的第一积分周期内，并且其中至少一个其他积分周期完全发生在所述消隐PWM信号的开启时间期间；
从所述样本的组中识别最高值和最低值；以及
至少部分地基于所述最高值和所述最低值来估计环境光信号的大小。


7.如权利要求6所述的方法，包括至少部分地基于所述环境光信号的所述估计大小来调整所述消隐PWM信号的所述占空比。


8.如权利要求6所述的方法，包括还基于所述环境光传感器的积分周期的持续时间来估计所述环境光信号的所述大小。


9.如权利要求8所述的方法，包括还基于所述消隐P...

【专利技术属性】
技术研发人员：J阿奇巴尔德，GR凯利，DH辛，P赫格德，道格尼尔逊，T科根，
申请(专利权)人：ams有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT