電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）環(huán)境光傳感器是一種感光元件，多與消費類電子搭配使用，通過捕獲當前環(huán)境光線強度，實現(xiàn)屏幕調(diào)光和色溫調(diào)節(jié)的功能。環(huán)境光傳感器的引入有助于帶來更佳的顯示效果，以及降低設備功耗和延長設備的續(xù)航時間。

隨著全面屏的爆發(fā)，超高屏占比已成為了消費類電子廠商的宣傳籌碼，提高屏占比已成為各廠商之間不成文的共同發(fā)展目標。不過，目前市面上的高屏占比的屏幕主要以劉海屏、水滴屏、打孔屏為主，僅有少數(shù)做到了真正的全面屏。為什么真正的全面屏僅占少數(shù)呢？其實，這與環(huán)境光傳感器的擺放位置脫不了干系。為了實現(xiàn)真正意義上的全面屏，各大廠商都在積極地推進著屏下技術(shù)的研發(fā)工作，力圖將傳感器放置于屏下，減小屏幕“劉海”提高屏占比，為消費者帶來更強的視覺沖擊。

環(huán)境光傳感器轉(zhuǎn)到屏下需要解決哪些問題？

首先是屏幕材料變更導致的透光率和光學特性變化的問題。隨著消費者審美的不斷提升，市面上的曲面屏、折疊屏手機備受追捧，屏幕材質(zhì)由傳統(tǒng)的硬質(zhì)屏逐漸向柔性屏過渡，制備屏幕所需的材料也由硬質(zhì)玻璃基底向具備柔軟延展性強的塑膠材料變更。材料的不同光線透過率與光學特性也會發(fā)生變化，環(huán)境光傳感器的解決方案還需廠商進行重新定義。

其次是屏幕自身光源對環(huán)境光傳感器的干擾問題。環(huán)境光傳感器自身是對光線比較敏感的一種器件，若放置于屏下，屏幕自身光源會嚴重影響環(huán)境光傳感器的靈敏度和準確性。即使這一問題解決了，還要解決外部光透過屏幕光源后再傳入環(huán)境光傳感器的透過率問題，要知道同一光源透過不同顏色像素點的透過率是不同的。若這兩個問題不能解決，環(huán)境光傳感器的測量值會與實際值存在過大的偏差，這樣一來，非但設備功耗沒降下來，還影響了用戶的使用體驗。

蘋果欲通過申請屏下環(huán)境光傳感器告別“劉海”

去“劉海”實現(xiàn)真全面屏一直以來都是備受關(guān)注的焦點，也是各大廠商需要攻克的難題。作為年出貨量排名前三的蘋果在縮小或消除“劉海屏”的道路上也在不斷的探索著。

據(jù)外媒報道，蘋果在去年提交的專利申請中提到，蘋果正在研發(fā)一種可用于屏下的環(huán)境光傳感器，該專利主要是解決屏幕自身光源對環(huán)境光傳感器的干擾問題。專利原理是在環(huán)境光傳感器進行亮度測量時，可以通過控制傳感器上方的像素陣列光源亮度，去除對環(huán)境光的影響，實現(xiàn)更好的屏幕亮度與色溫調(diào)節(jié)，以此縮小屏下應用與普通應用的差距。這一專利有助于蘋果縮小iPhone的“劉海”面積。不過，從今年發(fā)布的iPhone 13系列機型來看，雖然手機頂部的“劉海”面積縮減了20%，但還是并未用上這一專利技術(shù)。

匯頂科技屏下環(huán)境光傳感器助力小米12Pro提高屏占比

在光學領(lǐng)域深耕多年的匯頂科技有著數(shù)十款光學屏下產(chǎn)品，其中小米于今年8月10日推出的MIX4就采用了匯頂科技的超薄屏下光學指紋方案。近日，據(jù)匯頂科技官方介紹，小米最新推出的12Pro機型搭載了匯頂科技首款屏下環(huán)境光傳感器，用于屏幕色溫、亮度的調(diào)節(jié)，為用帶來更舒適的視覺體驗。

圖源：匯頂科技

據(jù)了解，小米12Pro采用的屏下環(huán)境光傳感器的型號為GLS6155，該傳感器內(nèi)部高度集成了高精度色溫、亮度測量以及接近感應的功能，通過最高10 KHz采樣率和內(nèi)置的硬件級漏光處理模塊，能夠在極短的時間內(nèi)捕獲屏幕的黑幀，并減少屏幕漏光對傳感器采樣精度造成干擾，實現(xiàn)高精度的色溫與環(huán)境光照強度的測量工作。

同時，匯頂科技還為這款傳感器配備了獨有的屏幕漏光消減算法，通過軟硬件的結(jié)合，提高環(huán)境光傳感器在屏下應用的測量精度，讓屏幕的顯示色溫與亮度更符合當前環(huán)境，從而降低眼部疲勞。

不過這款環(huán)境光傳感器的放置位置會對接近感應功能產(chǎn)生直接的影響，當LED或者VCSEL放置置于屏下時，在亮屏狀態(tài)下，接近感應功能會失效，在息屏狀態(tài)下，接近感應功能才能被激活。當LED或者VCSEL放置于屏幕頂部的裂縫處時，接近感應功能不會受到影響。

這款芯片非常適用于高屏占比的終端應用，為其提供根據(jù)環(huán)境光的色溫與亮度的自適應調(diào)節(jié)，延長設備的續(xù)航能力。

AMS OLED 屏下環(huán)境光傳感器

AMS可以說是光學領(lǐng)域的佼佼者，目前推出多款能夠適應在深色玻璃下工作的環(huán)境光傳感器，并于2020年推出了首款集成了環(huán)境光檢測、接近檢測與光源閃爍檢測功能與一身的屏下環(huán)境光傳感器TMD3719，攻克了環(huán)境光傳感器在屏下應用的難題。

圖源：AMS

TMD3719是首款可應用于屏下設計的環(huán)境光傳感器，共提供了6個環(huán)境光和顏色感應通道，其中AMS分別為RGBL（顏色）和透明通道配備了UV/IR阻隔濾光片，在進行測量時該傳感器還能消除混在環(huán)境光中的顯示屏輻射能量，以此實現(xiàn)高精度地測量設備當前環(huán)境的色溫與明暗程度，獲取真實的環(huán)境光信息，實現(xiàn)最佳的屏幕調(diào)節(jié)功能。

同時還片上集成了三個IR VCSEL和一個高級VCSEL驅(qū)動器。通過調(diào)節(jié)IR VCSEL的工作時序和功率可對傳感器的靈敏度、噪聲與功耗進行優(yōu)化。其中 VCSEL主要是用來物體測距，實現(xiàn)接近感應的功能，通過三個VCSEL分散輻射的方式，能夠有效的避免屏幕顯示失真的情況出現(xiàn)。

光源閃爍檢測功能，主要體現(xiàn)在前置攝像頭的拍照成像效果上。光源閃爍功能結(jié)合檢測算法的使用能夠有效地提升檢測結(jié)果的反饋速度，消除前置攝像頭在拍照時因為燈光的影響導致照片出現(xiàn)偽影的情況。

結(jié)語

全面屏應用的爆發(fā)，促進了屏下技術(shù)的發(fā)展，屏下環(huán)境光傳感器技術(shù)的趨于成熟，有助于實現(xiàn)更加極致的屏占比，相信在不久的未來將會有更多100%屏占比的全面屏設備面世。