[转帖]夏普谈自动调光系统和测距传感器新产品的目标及特点

乏味 · 发表于 2006-7-13 00:06:00

夏普自2006年5月下旬开始陆续投产背照灯自动调光系统和测距传感器。背照灯自动调光系统主要用于手机等小型终端，可根据外部光线亮度，对发光二极管（LED）亮度进行16级调节。测距传感器的卖点则是尺寸业界最小，且可电池驱动。夏普日前讲述了上述部件的开发目标及其特点。

采用对数输出对昏暗场合可做出灵敏反应

背照灯自动调光系统由LED驱动IC“IR2E50Y6”和照度传感器“GA1A1S200WP”构成。利用光照度传感器检测外部光线亮度，然后根据检测结果，调节由LED驱动IC输出给主液晶屏背照灯使用的LED的电流（图1）。夏普认为对显示屏亮度进行精确控制的需求今后会逐渐提高。因为随着电视、游戏和浏览器等功能的充实，需要为手机液晶屏提供光照的时间越来越长。根据外部光线调节背照灯亮度，不仅可减少不必要的耗电，同时还能尽可能地延长手机的连续使用时间。此次的系统已经配备日本沃达丰2006年5月27日上市的由夏普生产的单波段电视手机“Vodafone 905SH”。

此次的系统具有三大特点：（1）光照度传感器的输出为对数方式；（2）光照度传感器的光谱特性接近视觉灵敏性；（3）光照度传感器的输出与LED驱动IC的输入互相温和。

对于特点（1），据称是根据手机的使用环境和人眼对光的灵敏度做出的。便携终端无论室内　　外，还是夜间或白天都会经常使用，光照度传感器需要检测的光照度从昏暗场所的数lx到烈日下的1万lx多，范围很大。以线性方式使与光照度相对应的输出电流发生变化时，由于其输出电流从数μA到数mA变化范围很大，因此需要对LED驱动IC采取措施。此次通过以对数方式使输出电流与光照度相对应，在3lx到5.5万lx的光照度范围内输出电流的变化范围只有5μA～50μA。

通过采用对数方式，在光照度较低的地方能够得到很高的灵敏度，也就是说输出电流相对于光照度变化所产生的变化效果很强。而光照度越高，输出电流的变化则越小，因此灵敏度就会下降。这种特性接近于人眼对光线的灵敏性，此次的调光系统能够依据人的感觉进行亮度控制。而线性方式则适合于电视机等放置在室内的设备进行调光。因为绝大多数场合，室内的光照度即使较高，也只有1000lx左右。

对于特点（2），光照度传感器所配备的光敏二极管有2种。结合使用可检测可见光到红外光的光敏二极管和只能检测红外光的光敏二极管，从前者的输出中去掉后者的输出部分，就得到了接近于人的视觉灵敏性的光谱特性。2种光敏二极管连同温度补偿电路等元件一起集成于单芯片中。一般来讲，要想使照度传感器的光谱特性接近于上人的视频灵敏性，常常利用光学滤光器覆盖光敏二极管。但“使用光学滤光器会使成本增加”（夏普）。

对于特点（3），该公司提到的一个优点就是结合光照度传感器的输出电流特性，预先在LED驱动IC中集成了用来对输出给LED的电流进行调节的功能。配套使用此次的光照度传感器和LED驱动IC的话，就可避免根据光照度设置输出给LED的电流的麻烦。对于用于手机的主液晶面板的LED，驱动IC在亮度方面设置了128个不同的等级，其中可选择16个等级进行与光照度相适应的设置。夏普还单独销售光照度传感器和LED驱动IC。

使用2个光敏二极管进行检测

此次的测距传感器与该公司的以往产品相比，体积只有40%左右，耗电量则降低了约94%，可进行电池驱动。当照射光的光照度达到1万～2万lx以上时，就以强制方式设置为不检测，从而就能避免照射到阳光时也进行检测。不仅面向卫生间和ATM等使用的人感传感器等老用途，夏普还准备将其推广到鼠标、键盘、自行式除尘器、车载导航仪等新用途。此次共备有2种测距传感器，可判断测定距离在5cm以内或10cm以内是否存在反射物。比如，可在设备中配备把手一划即可开关的功能。

为了缩小测距传感器的尺寸，夏普不仅缩短了光敏二极管和红外LED之间的距离，还缩小了透镜直径。此次的测距传感器和该公司老产品一样利用三角测量方式测量物体与传感器的距离。红外LED和光敏二极管以并排方式进行封装，由光敏二极管对红外LED以脉冲方式发出的、被对象物反射回来的红外光进行检测。光线入射到光敏二极管的位置会随着对象物的距离而变化，根据光敏二极管与入射位置相对应的输出差异即可算出物体的距离。

过去通常是从一个光敏二极管中取得双路输出，然后根据输出电流的差计算出入射位置以及与对象物体之间的距离（图2）。但此次随着传感器的小型化，光敏二极管和红外LED的间隔变小了，因此过去的手法已经无法使用。因为双路输出相对于反射光入射位置变化而产生的差异缩小了。因此，此次就决定采用2个光敏二极管（图3）。

此次由于缩小了透镜直径，因此照射到光敏二极管上的光量减小了。如不采取任何措施，就会产生读取误差。因此就把光敏二极管对红外LED每一次脉冲发光的读取次数增加到了4次。而过去只进行一次读取。

在耗电量方面，不仅设计了新的控制IC，并且通过采用发光效率较高的红外LED等降低了耗电量。而对于红外LED过去通常使用300mA的电流进行驱动，而此次只需70mA就够了。另外，红外LED进行脉冲发光的时间也缩短到了20μs，为过去的1/6。（记者：大久保聪）

乏味 · 发表于 2006-7-13 00:09:00

原文网址：http://china.nikkeibp.com.cn/china/news/elec/elec200606210125.html

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