【導讀】當夜幕降臨，汽車儀表盤上有一雙“眼睛”默默地感知周圍的光線，從而自動調節(jié)背光亮度，以保證用戶最佳的駕駛體驗且降低功耗。這雙神奇的 “眼睛”便是今天的主角---環(huán)境光傳感器。
為什么要使用環(huán)境光傳感器？
● 改善用戶視覺體驗；
● 優(yōu)化圖像顯示之外；
● 降低顯示器的消耗，延長電池以及顯示器的使用壽命。
哪里會用到環(huán)境光傳感器？
如下圖1所示，后視鏡、儀表盤、車載娛樂主機顯示屏、后枕屏、側視鏡、車大燈等都需要基于亮度做出相應的調整，這時候就需要用到環(huán)境光傳感器。
圖- 1
環(huán)境光傳感器是如何工作的？
事實上，環(huán)境光傳感器相當于模仿人眼去感知周圍的光線強度，然后將信號告知CPU讓其自動調節(jié)背光亮度。所以環(huán)境光傳感器的光譜響應曲線必須與人眼感知光譜響應曲線高度匹配，這樣才能準確測量人眼可見光的強度。為了美觀，通常會將環(huán)境光傳感器裝在深色玻璃下，但是深色玻璃會減弱可見光，增強紅外線。
如圖2中的1-3所示，綠色曲線是人眼感知的光譜范圍。可以看到，紫色曲線的環(huán)境光被衰減，藍色曲線的白熾光（主要成分是紅外線）未衰減，所以沒有經(jīng)過環(huán)境光傳感器處理，很容易會造成光線過強的誤判（因為在人眼感知光譜范圍外的紅外線沒有衰減）。
如圖2中的4-6所示，環(huán)境光傳感器具有人眼感知光譜特性，可以有效衰減紅外線造成的干擾，而且還具備自動調節(jié)增益的功能，從而可以正確反映人眼接收光線的強弱，并且具有優(yōu)秀的線性度。
圖- 2
傳統(tǒng)的光電晶體管解決方案
光電晶體管的光譜特性如下圖3所示，由于光電晶體管的光譜特性并不完全符合人眼的光譜特性，在紅外線強的情況下，容易誤判光線的強弱。比如，當檢測到紅外線很強的時候誤以為環(huán)境光就很強，從而將亮度調暗。為了解決這個問題，在使用光電晶體管有時需要在玻璃上開一個小孔，這樣給生產(chǎn)帶來了麻煩以及增加了成本。
圖- 3
● 新一代的環(huán)境光傳感器解決方案
1） 與傳統(tǒng)的光晶體管解決方案相比，TI推出的環(huán)境光傳感器OPT3001-Q1的優(yōu)勢在于：
● 在深色玻璃下性能表現(xiàn)優(yōu)異
相比光電晶體管，OPT3001-Q1在深色玻璃下的表現(xiàn)性能優(yōu)異，它是專為打造基于光線的人眼般體驗的系統(tǒng)而設計， 是人眼匹配度和紅外阻隔率較低的光電二極管、 光敏電阻或其他環(huán)境光傳感器的首選理想替代產(chǎn)品。
圖- 4
● 集成度相當高
集成光學模數(shù)轉換，使用簡單的I2C輸出，極大降低BOM成本。
● 小巧的封裝
封裝僅為2mm*2mm，適合空間受限的場合。
● 無需校正
傳統(tǒng)的離散解決方案需要標定兩個不同光線條件下的點，然后采用查表法去調節(jié)增益。而OPT3001內置增益自動調節(jié)功能，從而保證在整個范圍內獲得最佳線性度。
2） 與友商相比，OPT3001-Q1的優(yōu)勢也相當明顯：
● 世界上極少數(shù)擁有車規(guī)級（Grade 2）環(huán)境光傳感器的公司之一；
● 高性能光學濾波，高匹配人眼光譜：超過99%的紅外抑制；
圖- 5
● 優(yōu)異的性能指標： 0.01-83k Lux寬動態(tài)范圍，23位有效分辨率；
● 自適應增益調節(jié)：根據(jù)輸入光強自動調整內部增益；
● 超低功耗：1.6-3.6V供電，2.5uA（max）靜態(tài)電流，1uA（max）關機電流；
● 超小封裝：2mm*2mm。
3） TI環(huán)境光傳感器產(chǎn)品推薦：
汽車級主推OPT3001-Q1，特點列舉如下表所示：
表- 1
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