黑色玻璃对环境光传感器提出了特殊的挑战,因为它改变了落在环境光传感器上的环境光光谱。特别是,黑色玻璃增强了人眼失明的光谱的红外线含量。本应用笔记解释了校准/补偿方案如何在存在不同光源的情况下校正光传感器的照度读数。本文介绍如何在MAX44007光传感器中使用高级模式来调整其对可见光和红外通道的响应。利用MAX44007的寄存器图,可以优化黑色玻璃下的传感器性能。
介绍
MAX44007环境光传感器提供先进的工作模式,旨在优化黑色玻璃下的传感器性能。
如今,大多数智能手机、平板电脑、笔记本电脑和电视的 LCD 屏幕都配有黑色玻璃。该框架为最终产品提供了时尚而专业的外观。传统上,在环境光传感器所在的玻璃上可以看到一个透明的圆形窗口或插槽。然而,在最近的设计中,光传感器的窗口或插槽覆盖着几乎不透明的黑色墨水,以帮助该区域与周围黑色外壳的颜色融合。制造商的理由很简单:墨水越深,干扰越少,更专业,外观更时尚!
不幸的是,在环境光传感器上使用黑色墨水在两个重要方面使其操作复杂化。首先,黑色墨水会衰减环境光,从而减少传感器接收的光量。其次,墨水还改变了穿过的光的光谱。油墨的光谱特性允许几乎所有入射红外光透射,而可见光则衰减到其原始强度的3%至5%。因此,红外含量在环境光下被大大放大。红外或环境光的透射更加复杂,因为黑色墨水的确切化学性质可能因供应商而异。
黑色玻璃的校准和补偿
很难精确匹配人眼的CIE曲线。因此,大多数高性能环境光传感器(例如MAX44009)都包含校准/补偿方案,用于在不同光源存在时校正其勒克斯读数。这种校正是通过混合两种类型的片上光电二极管来实现的,因此无论光源类型如何,它们的组合效应都能提供准确的光读数。随着落在黑色玻璃下传感器上的光谱的显著变化,这些校准参数需要进一步调整。
需要注意的是,光源确实会影响黑色玻璃下传感器所需的校准校正量。当光源的红外含量自然较高时,例如阳光和白炽灯,调整尤为重要。对白光 LED (WLED) 和荧光灯的光进行较少的调整。
MAX44007具有高级模式,可用于调整其对可见光和红外通道的响应。
用于优化玻璃下传感器性能的寄存器映射
以下是MAX44007的寄存器图。您还可以在器件数据手册中找到此地图。
注册 | 位 | 注册地址 | 上电复位状态 | R/W | |||||||
7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | ||||
地位 | |||||||||||
中断状态 | 国际 | 0x00 | 0x00 | R | |||||||
中断使能 | 英特 | 0x01 | 0x00 | R/W | |||||||
配置 | |||||||||||
配置 | 续 | 手动 | 通话记录 | 提姆[2:0] | 0x02 | 0x03 | R/W | ||||
勒克斯阅读 | |||||||||||
勒克斯高字节 | E3 | E2 | E1 | E0 | M7 | M6 | M5 | M4 | 0x03 | 0x00 | R |
勒克斯低字节 | M3 | M2 | M1 | M0 | 0x04 | 0x00 | R | ||||
阈值集 | |||||||||||
上限阈值 — 高字节 | 之三 | 苔丝 | 铁皮 | UE0 | UM7 | UM6 | 科技和电信 | TMU | 0x05 | 0xFF | R/W |
下限阈值 — 高字节 | 中东呼吸汇率 | 商品条码系统 | 环保部 | LE0 | LM7 | LM6 | LM5 | MMU | 0x06 | 0x00 | R/W |
阈值定时器 | T7 | T6 | T5 | T4 | T3 | T2 | T1 | T0 | 0x07 | 0xFF | R/W |
高级模式寄存器 | |||||||||||
高级1 注册 | 0x09 | 0x00 | R/SW | ||||||||
Adv2 注册 | 0xA | 0x00 | R/SW | ||||||||
可见增益寄存器 | 0xB | 0x00 | R/SW | ||||||||
红外增益寄存器 | 0xC | 0x00 | R/SW | ||||||||
修剪启用寄存器 | 1 | 高级电视 | 0xD | 0x80 | R/W |
一次性预设置,通常在上电时
按照此程序执行一次性预设置,通常在上电时执行。
读取四个寄存器地址中每个地址的内容:0x09–0x0C。
存储为变量:分别为Adv1,Adv2,VisibleGain和IRGain。
将这些变量的 1 个补码存储到新变量中:分别是 Adv1C、Adv2C、VisibleGainC 和 IRGainC。例如,IRGainC = !伊尔甘;
如果IRGain = 1010 0110,IRGainC = 0101 1001。
写入 1000 0001 以注册0x0D进入高级模式(即设置 ADV=1)。
分别将Adv1C,Adv2C,VisibleGainC和IRGainC写回寄存器0x09-0x0C。
例如,0101 1001 被写入以寄存器0x0C,尽管它最初有 1010 0110。
注意:寄存器0x0C的后续读取(在上述写入语句之后)仍将回读0101 1001,因为IC在存储到这些高级寄存器之前进行了内部自动位翻转。
保留 IRGainC 的价值,特别是以备将来使用。
为阈值定时器寄存器设置合适的延迟,必要时0x07寄存器。
设置 INTE = 1(寄存器0x01)以启用中断。
进入正常操作模式
按照此过程进入正常测量模式。
读取寄存器0x03和0x04以获得 12 位勒克斯读数。
将价值存储为组合力士。
写入 0000 0000 以寄存器0x0C进入临时测量模式。
等待至少 1.6 秒 (2x 800ms)。
如有必要,请联系Maxim缩短此时间。
读取寄存器0x03和0x04以获得 12 位勒克斯读数。
将价值存储为近似勒克斯。
写入 IRGainC 以注册0x0C退出临时测量模式。
计算:实际勒克斯 = 近似勒克斯 - 红外演员 × (近似勒克斯 - 组合勒克斯)
实际上,勒克斯是真正的环境光勒克斯读数。
大约勒克斯 = 荧光灯和 WLED 灯的组合勒克斯,大约。
大约勒克斯>组合勒克斯,用于白炽灯和阳光,通常
如需帮助计算合适的红外能量调节器,请联系Maxim应用团队并提供您的玻璃样品。数据可以直接从实验室测试中生成。
根据上面计算的实际勒克斯设置适当的背光强度。
使用 ComboLux 作为参考(因为这是器件的正常工作模式),设置适当的勒克斯上限阈值(寄存器 0x05)和勒克斯下限阈值(寄存器 0x06)。
虚拟读取 INTS 位(寄存器0x00)以清除先前设置的任何中断。
等待硬件中断。
这是程序花费大量时间的地方。
在硬件中断时,读取寄存器0x00以确认 INTS=1。
如果 INTS=1,请转到上面的步骤 7。
否则,如果 INTS=0,则在检查其他硬件中断源后返回步骤 16。
审核编辑:郭婷
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