[发明专利]环境光感测系统

说明书

装置包括显示屏、设置在显示屏后面的环境光传感器和电子控制单元。环境光传感器的积分时间与显示屏的帧速率不同步。电子控制单元能够操作以基于PWM消隐信号的占空比来控制显示屏的亮度，其中PWM消隐信号的至少一个关闭时间完全发生在环境光传感器的第一积分周期内，并且其中PWM消隐信号的至少一个其他积分周期开启时间完全发生在PWM消隐信号的开启时间期间。电子控制单元进一步能够操作以获取环境光传感器的输出的样本，从连续样本组中识别最高值和最低值，并且至少部分地基于最高值和最低值来估计环境光信号的大小。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年8月2日提交的美国临时专利申请第62/713,851号的优先权权益。该先前申请的内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及环境光感测系统。

背景技术

在智能手机工业设计中的新近趋势是通过减小边框宽度并通过去除光学传感器的孔以及麦克风、扬声器和/或指纹读取设备的其他孔来清理剩余的边框区域来最大化屏幕面积。另一方面，也有增加光学传感器的数量以用于增加的功能的趋势。例如，可以提供环境光传感器(ambient light sensor，ALS)以便于调整显示屏亮度以适应周围的照明环境，从而使显示器看起来清晰和可读，同时还减小了显示器的整体能耗。

智能手机市场的进一步趋势是采用有机发光显示器(organic light emittingdisplay，OLED)。这种趋势创造了将ALS从智能手机的边框移到OLED下面的位置的机会。OLED通常是不透明的，主要是因为其背面有保护膜。可以在很小的区域内去除该膜，以允许环境光穿过OLED的剩余层到达ALS。然而，即使去除该膜，OLED也不是很透光的，因此需要非常敏感的传感器才能进行环境光检测。还有进一步复杂化，其使得通过OLED进行环境光检测在技术上具有挑战性。ALS传感器不仅可以检测穿过显示器的环境光(例如背景光、日光等)，还会检测显示器本身生成的光。因此，在ALS的驱动下，显示亮度将随着传感器正上方像素亮度的变化而波动。这种波动是不希望的。

发明内容

本公开描述了包括环境光传感器系统的便携式计算设备和其他装置。在本公开中描述的技术对环境光传感器被设置在主机设备的显示屏后面以使得由传感器检测到的环境光在被传感器检测之前穿过发光显示器的情况是特别有利的。

例如，在一方面，本公开描述了一种包括显示屏、设置在显示屏后面的环境光传感器和电子控制单元的装置。环境光传感器的积分时间与显示屏的帧速率不同步。电子控制单元能够操作以基于PWM消隐(blanking)信号的占空比来控制显示屏的亮度，其中PWM消隐信号的至少一个关闭(OFF)时间完全发生在环境光传感器的第一积分周期内，并且其中PWM消隐信号的至少一个其他积分周期开启时间完全发生在PWM消隐信号的开启(ON)时间期间。电子控制单元进一步能够操作以获取环境光传感器的输出的样本，以从连续样本组中识别最高值和最低值，并且至少部分地基于最高值和最低值来估计环境光信号的大小。

本公开还描述了一种方法，该方法包括获取设置在显示屏后面的环境光传感器的输出的样本，该显示屏具有能够由消隐PWM信号的占空比控制的亮度，其中环境光传感器的积分时间与显示屏的帧速率不同步。该方法还包括从所述样本中的连续样本的组中识别最高值和最低值，以及至少部分地基于最高值和最低值来估计环境光信号的大小。

一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些情况下，PWM消隐波形和积分时间在周期P_b内同相和异相，使得P_WTIME＝P_b/[(P_b/P_PWM)-1]，其中P_WTIME是积分时间与在环境光传感器的下一积分时间开始之前的延迟的总和，并且其中P_PWM是PWM消隐信号的周期。