La detección de luz ambiental ha existido tradicionalmente en aplicaciones industriales, incluida la fotometría, y se ha integrado durante mucho tiempo en algunos productos electrónicos de consumo, incluidas pantallas como HDTV, pantallas de computadora y videocámaras, por nombrar algunas. Las implementaciones se basan principalmente en Si PIN y se utilizan para el control de brillo.
prólogo
La detección de luz ambiental ha existido tradicionalmente en aplicaciones industriales, incluida la fotometría, y se ha integrado durante mucho tiempo en algunos productos electrónicos de consumo, incluidas pantallas como HDTV, pantallas de computadora y videocámaras, por nombrar algunas. Las implementaciones se basan principalmente en Si PIN y se utilizan para el control de brillo. Recientemente, el concepto ha aparecido en dispositivos portátiles como PDA y teléfonos móviles. Su intención es ahorrar energía de la batería. Esto es muy importante, especialmente dada la introducción de pantallas LCD en color que consumen mucha energía. Instat/MDR y otros informes de investigación de mercado promocionaron las pantallas a color como el impulsor clave del crecimiento de la industria de la telefonía móvil en 2003 y 2004.
El mayor desafío es conservar la energía de la batería dadas las fuentes de luz de fondo que consumen mucha energía y que se utilizan en las pantallas a color. Esta nota se centra en las funciones de HSDL-9000, un fotosensor de luz ambiental de Avago Technologies. Esta nota debe usarse junto con la nota de aplicación AN 1365 que describe los detalles del diseño.
Fondo
La tecnología de visualización está experimentando un enorme crecimiento, especialmente las pantallas LCD, FPD y de plasma. Los LCD se han vuelto más populares y se utilizan en todos los terminales móviles, dispositivos de Internet, computadoras portátiles, equipos de diagnóstico para automatización industrial, cámaras digitales, cámaras de video, sistemas de navegación para automóviles, etc. Las pantallas LCD pueden ser monocromáticas o en color y vienen en muchas variedades. Una discusión extensa de estos está más allá del alcance de esta nota. Las pantallas LCD no son radiativas por naturaleza y requieren una fuente de luz externa para iluminar la pantalla para facilitar la lectura. La iluminación se realiza mediante iluminación frontal con luz ambiental, como en las pantallas LCD reflectantes, o mediante retroiluminación con una fuente de luz, como en las pantallas LCD transmisivas y transflectivas.
requisitos de los sensores
Un componente clave de la detección de luz ambiental es el sensor. Dado que el sensor debe detectar el brillo y la oscuridad de la luz ambiental que percibe el ojo humano, es imperativo que el sensor tenga la misma respuesta espectral que el ojo humano, que es más sensible a 550 nm. Los fotodiodos de Si alcanzan su punto máximo en el rango de 700-1100 nm, donde la mayoría de las fuentes tienen una energía significativa. Esto significa que un fotodiodo de Si puede detectar una fuente de luz tan brillante como suficiente energía en la región infrarroja incluso si la luz parece oscura para el ojo humano. El ojo es insensible a la luz en la región infrarroja. Además, las diferentes fuentes de luz tienen diferentes características espectrales fuera de la banda visible, por lo que, aunque para el ojo humano todas parecen iguales, producen diferentes niveles de salida de señal de los fotodiodos de Si. Por lo tanto, el fotodiodo de Si que se encuentra comúnmente no es una buena opción y se necesita un detector que emule el ojo humano.
solución actual
Nuestra implementación actual utiliza un fotodiodo de Si para detectar la luz, seguido de algunos componentes electrónicos. Se requiere electrónica para:
- Amplificación y posterior conversión de corriente a voltaje de fotocorrientes de baja amplitud
- Filtrado de armónicos de baja frecuencia que se encuentran en el espectro eléctrico de muchas fuentes de luz
- Histéresis para evitar el rebote
La implementación de la Figura 1 requiere componentes de hardware adicionales, lo que genera costos adicionales y espacio de PCB adicional. Algunos de los anteriores también se pueden implementar en software usando recursos de CPU como se muestra en la Figura 2, pero la solución resultante no es en tiempo real y la precisión de la información obtenida está limitada por la potencia de procesamiento disponible.
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