圖2艾邁斯半導(dǎo)體雙二極管模塊系列之TMD2772的光譜靈敏度，其他產(chǎn)品還包含TMD27721及TMD27723系列。
這個傳感器對于紫外線很不敏感，而且在任何情況下的常見光源所發(fā)射的紫外線輻射皆極少。在大部分情況中，為了實現(xiàn)環(huán)境光感測而除去紫外線只要采用能吸收紫外線的包裝材料就足夠。
在除去ALS輸出的紅外線元素后，智能手機(jī)設(shè)計師現(xiàn)在得解決第二個問題：如何限制ALS/接近傳感器模塊的視角，而且不影響其性能。這關(guān)乎ALS和接近傳感器之間的平衡。
就環(huán)境光感測而言，理想的視角是180度(這實際上是不可能的)，因為這是環(huán)境光射至顯示屏的角度，然而對接近感測而言卻是相反的：它需要的是窄視角，如此才能限制紅外線LED和紅外線傳感器之間出現(xiàn)串?dāng)_的可能性。比較理想的是紅外線傳感器應(yīng)該只感測使用者臉部反射的紅外光，而LED不應(yīng)直接照射到傳感器上，也不應(yīng)該檢測到來自觸控面板頂部及底部反射回來的光線。因此，必需針對ALS和紅外線傳感器之間的需求沖突進(jìn)行取舍。
透過實驗，智能手機(jī)設(shè)計師發(fā)現(xiàn)90~110度的視角能提供高性能的接近探測，同時還能讓環(huán)境光感測系統(tǒng)表現(xiàn)良好；將角度縮窄至90度以下會明顯損害ALS的性能。此外，若系統(tǒng)以90度的視角工作，則觸控屏幕底部和感測模塊頂部之間的空氣間隙必須要非常小。
視角并非是影響ALS性能的唯一機(jī)械設(shè)計問題。為了讓光線通過屏幕達(dá)到傳感器模塊，設(shè)計師必須在顯示屏開一個孔隙，OEM業(yè)者希望這個孔隙愈小愈好，以避免破壞觸控屏幕的圓潤、平滑外型。他們也會在屏幕玻璃下表面添加油墨以掩蓋這個開孔，這會讓它變暗且讓它的顏色和手機(jī)外殼顏色融和在一起。油墨和開孔都會降低入射至傳感器模塊的光線強(qiáng)度。
此外，OEM業(yè)者必須在生產(chǎn)在線嚴(yán)格控制油墨的透射率變化。例如，如果使用透射率17%的油墨，僅僅±1%的油墨透射率變化就會造成ALS輸出產(chǎn)生5.9%的額外誤差。
第三個在智能手機(jī)中實現(xiàn)環(huán)境光感測會面臨的重大挑戰(zhàn)，在于需要處理非常高動態(tài)范圍的光輸出。智能手機(jī)制造商想要讓顯示屏背光的亮度能被適當(dāng)設(shè)定，無論手機(jī)是處于幾乎完全黑暗(亮度低至0.1lux)還是陽光直接照射(亮度高至220klux)的環(huán)境中。
這需要傳感器在極寬的動態(tài)范圍具有高的靈敏度，同時還要能維持極低的本底噪聲(noisefloor)。此外，設(shè)備的增益也應(yīng)能被控制從而可以適應(yīng)環(huán)境光亮度的變化。
微調(diào)的實施
本文已說明在智能手機(jī)中支配環(huán)境光感測的折中原則、雙光電管解決方案的好處，以及OEM業(yè)者需要關(guān)注的ALS模塊特性，然而每一個設(shè)備的外觀、機(jī)械設(shè)計及油墨都有所不同，這就需要各個表征特性，才能開發(fā)出量身打造的亮度方程式。
這個方程式是用來精確地除去環(huán)境光的紅外成分，以及補(bǔ)償受限的視角。
為了實現(xiàn)這樣的表征特性，智能手機(jī)必需曝露于各種不同的光源中，這些光源會發(fā)出不同比例的紅外線及紫外線。然后在相同的照明條件下，透過高精度的lux表測量環(huán)境的照度，同時用ALS模塊測量環(huán)境的照度，然后以lux表的輸出為基準(zhǔn)來校正ALS的輸出。lux表的測光面應(yīng)該用遮光罩罩住，以模擬光傳感器受限的視角。
為表征傳感器模塊，例如像奧地利微電子的TMD27721或TMD27723，可使用以下的方程式：CPL=(ATIME_ms×AGAINx)/20Lux1=(C0DATA-a0×C1DATA)/CPLLux2=(b0×C0DATA-b1×C1DATA)/CPLLux=MAX(Lux1,Lux2,0)<、b>在上述方程式中，CPL,a0,b0,b1是表征特性的參數(shù)。
CPL：每亮度計數(shù)(CountsperLux)。C0DATA：讀取自Channel0的數(shù)據(jù)。C1DATA：讀取自Channel1的數(shù)據(jù)。C0DATA-a0C1DATA：加權(quán)計數(shù)紅外線比例高的光源。b0C0DATA-b1xC1DATA：加權(quán)計數(shù)紅外線比例低的光源。MAX：Lux1,Lux2及0中的最大值。
一般而言，在越多光源下收集越多的資料組，則表征特性將越精確。定義適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)計，在生產(chǎn)時嚴(yán)格控制油墨透射率，以及小心地進(jìn)行表征，則環(huán)境光感測的系統(tǒng)誤差可以被限制在不超過±15%范圍內(nèi)。在某些情況下，誤差可以小至±10%。對于調(diào)整背光亮度以降低功耗并改善使用者體驗這個目的來說，這已夠好了。
