环境光传感器的系统产品可获取更宽敞的显示质量。这对于某些应用程序来说非常关键。比如,汽车仪表盘建议在所有环境光条件之下都有清楚的显示。白天,用户需最小亮度以获得最佳可见度,但这种亮度在夜间过于刺眼。
光传感器为便携式应用造成许多好处。具备光传感器的系统,可自动检测不断变动的条件并变更显示器设立,使显示器维持在最佳亮度,从而减少整体功耗。手机、笔记本电脑和数码相机可通过采用环境光传感器源自动掌控显示屏的亮度,从而缩短电池的使用时间。
光传感器包含光敏电阻、光敏电晶体或光电二极管。其中,最直观的光传感器是光敏电阻。低端光敏电阻由氧化镉材料做成,而更便宜的光敏电阻由砷化镓材料做成。砷化镓的带隙很大。它吸取红外线之中的高能量光子,并容许电子过渡性到导带。它的照度范围从1勒克斯到100勒克斯。
光电二极管比较复杂。光子炮击半导体结,造成电流。给光电二极管屈服反向偏压。较小的反向偏压可提升传感器的传感速度和线性度,但也会减少传感器的明亮电流和散粒噪声。光子炮击半导体结,会造成正向电流,增加反向偏压电流。在设计师之中,可为光电二极管减少一个内部电路来线性化IV曲线。。
光电晶体管具备与光电二极管相近的通常特性,但减少了缩小。它需更小的偏置电流,但与电流有关的噪声被迫传感器的灵敏度达更低的勒克斯范围,即1000勒克斯到100,000勒克斯。光电晶体管具备与光电二极管相近的检测响应时间,可通过偏压电流展开调节。偏压电流也可随侦测到的信号电平而变动。光电晶体管能大致确认环境光水平,如室内/室之外、白天/夜晚和暗淡的光线/阴影条件,因此需内部电路来量测输入信号。
目前,基于IC的单片光电二极管是光传感器的最佳实现方式之一。光电二极管是由单晶硅做成的。典型的传感器运用组件包含光电二极管、电流放大器和无源低通滤波器。关键的是,最终用户能将所有这些设备结合到一个大封装。
选取光传感器时,最关键的是认识哪种规格参数是最关键性的。通常而言,在选取光传感器时,需考量的因素包含光谱号召/红外刺激、最小勒克斯数、光灵敏度、集成信号调理功能、功耗、模块尺寸等。。这6个规格的确切说明如下:
1. 光谱号召/红外刺激|环境光传感器仅对400nm至700nm光谱范围复杂。2. 最小勒克斯数:局限于大多数运用的10,000 lux。
3.光敏性:根据光传感器的透镜类型,光通过镜片之后,光衰减可在25%至50%间。低感光度至关重要(<5 lux),因此必须选取一个能在此范围之内实习的光传感器。
4. 集成信号烹调(即放大器和ADC):一些传感器也许获取非常大的封装,但需内部放大器或无源元件来取得所需的输出信号。集成度更低的光传感器去除了内部元件(ADC、放大器、电阻、电容等),并获取更余优势。
5. 功耗:对于必须忍受低照度(>10,000勒克斯)的光传感器,最糟糕采用非线性模拟输出或数字输出。
6. 包装尺寸:对于大多数运用来说,封装越大越糟糕。更大的封装现在获取约2.0mm x 2.1mm。4引脚封装,尺寸为1.3mm×1.5mm,是下一代封装。