CN105953915A - 一种光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法，其中，该校准设备，用于移动终端的光敏传感器的校准，包括：多个点光源；匀光体，点光源嵌设于匀光体上，并朝匀光体的内部发射光线，匀光体上还设置有一面状的出光口，匀光体的形状为球状；固定板，固定板上设置有安装孔，球状的匀光体固定于安装孔中，一部分位于固定板的第一侧，一部分位于固定板的第二侧；其中，点光源所发射光线经匀光体传导，在出光口发射出，形成为一面光源。这样，可以解决现有的校准设备的匀光效果差，容易因待检测终端的光敏传感器感光能力的各向异性造成校准精度不足的问题，改善了校准光源的面均匀度。

Description

一种光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法

技术领域

本发明涉及传感器校准技术领域，特别是指一种光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法。

背景技术

光敏传感器作为感知环境亮度的主要器件，如今已成为移动终端上的常规器件之一。为精确感知环境亮度以对移动终端的显示屏亮度进行调节或者用于其他操作准备，光敏传感器在移动终端上的感知精确度需要进行前期校准。现有的校准方法主要为采用例如点光源或者光源箱等校准设备对光敏传感器进行精度校准。但点光源或者光源箱所发出的光的辐照度均匀性很差，即点光源或者光源箱等校准设备的匀光效果差，而移动终端的光敏采光口普遍较小，且光敏传感器对于不同角度的入射光的响应能力也有所差异，由此将导致光敏传感器在移动终端上的应用不能达到一致性。对此，需要对待检测终端(移动终端)的空间定位进行限定，即需要为每一待检测终端设计专门的固定夹具以满足校准精度要求，但这样同样容易导致校准精度发生一定程度上的偏差。

由此可知，现有的校准设备的匀光效果差，容易因待检测终端的光敏传感器感光能力的各向异性造成校准精度不足的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法，以解决现有的校准设备的匀光效果差，容易因待检测终端的光敏传感器感光能力的各向异性造成校准精度不足的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种光敏传感器的校准设备，用于移动终端的光敏传感器的校准，该校准设备包括：

多个点光源；

匀光体，点光源嵌设于匀光体上，并朝匀光体的内部发射光线，匀光体上还设置有一面状的出光口，匀光体的形状为球状；

固定板，固定板上设置有安装孔，球状的匀光体固定于安装孔中，一部分位于固定板的第一侧，一部分位于固定板的第二侧；

其中，点光源所发射光线经匀光体传导，在出光口发射出，形成为一面光源。

第二方面，本发明实施例提供一种光敏传感器的校准方法，采用上述光敏传感器的校准设备，该校准方法包括：

固定待检测终端，使待检测终端的光敏传感器设置于出光口所形成面光源的照射区域内；

使待检测终端连接测试控制系统，并将照度计与测试控制系统连接，且照度计的探头设置于出光口所形成面光源的照射区域内；

使多个点光源和测试控制系统分别连接至一电流源；

接通电流源，使电流源为点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程。

与现有技术相比，本发明实施例提供的光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法，通过匀光体对点光源发射的光线进行传导并由面状的出光口发射形成一个辐照度和光谱成分分布基本一致的面光源，采用固定板固定匀光体使匀光体的一部分位于固定板的第一侧，一部分位于固定板的第二侧，从而避免匀光体的自重影响以及匀光体受外力挤压造成变形，以解决现有的校准设备的匀光效果差，容易因待检测终端的光敏传感器感光能力的各向异性造成校准精度不足的问题，改善了校准光源的面均匀度。另外，通过本发明实施例的校准设备还可以降低对待检测终端的空间定位精度的要求，使校准结果具备良好的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例提供的校准设备的第一结构示意图；

图2表示本发明实施例提供的校准设备的第二结构示意图；

图3表示本发明实施例提供的匀光体的第一结构示意图；

图4表示本发明实施例提供的匀光体的第二结构示意图；

图5表示本发明实施例提供的点光源与匀光体的装配示意图；

图6表示本发明实施例提供的匀光体的第三结构示意图；

图7表示本发明实施例提供的校准设备的框架示意图；

图8表示本发明实施例提供的待检测终端放置的第一示例性示意图；

图9表示本发明实施例提供的待检测终端放置的第二示例性示意图；

图10表示本发明实施例提供的光敏传感器的校准方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

图1示出的是本发明实施例提供的校准设备的第一结构示意图，图2示出的是本发明实施例提供的校准设备的第二结构示意图，图3示出的是本发明实施例提供的匀光体的第一结构示意图，图4示出的是本发明实施例提供的匀光体的第二结构示意图，图5示出的是本发明实施例提供的点光源与匀光体的装配示意图，图6示出的是本发明实施例提供的匀光体的第三结构示意图，图7示出的是本发明实施例提供的校准设备的框架示意图，图8示出的是本发明实施例提供的待检测终端放置的第一示例性示意图。图9示出的是本发明实施例提供的待检测终端放置的第二示例性示意图，图10示出的是本发明实施例提供的光敏传感器的校准方法的流程示意图。

参见图1至7，本发明实施例提供一种光敏传感器的校准设备100，用于移动终端的光敏传感器的校准，该校准设备100可以包括：多个点光源120；匀光体110，点光源120嵌设于匀光体110上，并朝匀光体110的内部发射光线，匀光体110上还设置有一面状的出光口111，匀光体110的形状为球状；固定板140，固定板140上设置有安装孔，球状的匀光体110固定于安装孔中，一部分位于固定板140的第一侧，一部分位于固定板140的第二侧；其中，点光源120所发射光线经匀光体110传导，在出光口111发射出，形成为一面光源。

在上述实施例中，校准设备100包括匀光体110、多个点光源120以及固定板140，匀光体110用于将点光源120提供的光线进行传导，使光线可均匀散射；多个点光源120嵌设在匀光体110上，且多个点光源120所发射的光线朝向匀光体110内部，向匀光体110提供光线；匀光体110上还设置有出光口111，该出光口111呈面状，以使经匀光体110传导的光线由出光口111发射并形成一个辐照度和光谱成分分布基本一致的面光源。另外，固定板140将球状结构的匀光体110固定在安装孔中，通过固定板140对匀光体110进行辅助支撑；匀光体110分为两部分分别固定设置于固定板140的两侧，这样，可以通过固定板140减小匀光体110的自重，使匀光体110的受力均匀，避免匀光体110受自重影响造成变形，同时，固定板140可以避免匀光体110因外力挤压造成变形的情况，这样，通过减小匀光体110的变形因素，保证了匀光体的匀光效果。此外，匀光体的形状设置为球状，此时面状的出光口111与该球状结构的匀光体110相切，采用球状结构可使匀光体110对于点光源120所发射光线的匀光效果更佳，从而提高出光口111所形成面光源的均匀度。

其中，多个点光源120的个数可以根据测试环境对亮度和色温的需求进行设置，例如在测试环境对亮度和色温需求较高时，可以设置6-8个点光源120，在测试环境对亮度和色温需求较高时，可以设置3-5个点光源120，该点光源120设置个数的示例仅为说明本发明实施例中点光源120的设置个数可根据实施例测试环境需求进行增减，并非对实际应用的具体限定。另外，该多个点光源120可以采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)灯。

结合图8和图9，在一实施例中，该校准设备100还可以包括：用于固定待检测终端210(220)的固定结构130，固定结构130与出光口111相对设置，待检测终端210(220)的光敏传感器211(221)设置于出光口111所形成面光源的照射区域1111内。该实施例中，固定结构130与出光口111相对设置，使由出光口111发射的光线，即出光口111所形成的面光源正对固定结构130，使固定于固定结构130上的待检测终端210(220)的光敏传感器211(221)可以设置于出光口111所形成面光源的照射区域1111内，即将待检测终端210(220)的光敏传感器211(221)设置于固定结构130上的光敏传感器限位区131。由于点光源120所发射光线经匀光体110传导，在面状的出光口111发射形成均匀的面光源，只需将待检测终端210(220)放置在固定结构130上，使待检测终端210(220)的光敏传感器211(221)置于固定结构130上的光敏传感器限位区131，即面光源的照射区域1111内即可，因此，本实施例中在采用校准设备100对待检测终端210(220)进行光敏校准时，无需对待检测终端210(220)进行精确定位，可以满足多种型号的待检测终端的光敏校准。

在对如图8和图9所示出的两种不同尺寸大小的待检测终端210和220，进行光敏校准时，固定结构130并未对待检测终端210(220)进行精确定位，只需保证待检测终端210(220)的光敏传感器211(221)能够设置于面光源的照射区域1111内即可。

另外，若固定结构130的尺寸以及出光口111形成的面光源的照射区域1111的大小允许，可以同时对多台待检测终端进行校准，以提高校准效率。

参见图3至图5，为减少由于点光源120设置的几何位置的偏差，造成匀光体110的匀光效果下降，在一实施例中，匀光体110上还设置有多个进光孔112，多个点光源120分别嵌设于多个进光孔112，多个进光孔112围绕出光口111均匀分布。这里，多个进光孔112围绕出光口111均匀分布，使多个进光孔112的开孔位置与出光口111的开孔位置保持一定空间对称，即嵌设于进光孔112上的点光源120所发射的光线可以保持一定空间对称，以保证匀光体110的匀光效果。

另外，参见图6，进光孔112的轴线方向与出光口111的轴线方向之间的角度小于预设角度，例如小于15度，其中，以进光孔112的轴线方向与出光口111的轴线方向平行为最佳。这样，即可避免点光源120所发射的光线直射至出光口111，且能够保证匀光体110的匀光效果，使点光源120所发射光线经匀光体110传导，在面状的出光口111发射形成均匀的面光源。

图6中示出的两个进光孔112的轴线方向与出光口111的轴线方向之间的角度为x和y，x和y均小于预设角度，此时点光源120所发射的光线不会直射至出光口111，保证了匀光体110达到较佳的匀光效果。其中，x和y可以相等。

另外，点光源120嵌设于匀光体110的外壁，进光孔112为贯穿匀光体的外壁和内壁的通道，其中，匀光体110的外壁和内壁之间为均匀厚度。这里，匀光体110的外壁和内壁之间为均匀厚度，且该进光孔112为贯穿匀光体110的外壁和内壁的通道，进光孔112和匀光体110的内部相通，这样，利用匀光体110外壁和内壁之间的均匀厚度，使嵌设在匀光体110的外壁上的点光源120，向匀光体110的内部发射的光线不会朝进光孔112外的其他角度和方向发射，避免其他角度方向的光线直接射向出光口111，保证了匀光体110具备良好的匀光效果。

另外，在一实施例中，多个点光源120可以为多个具有不同色温的光源。这样，当多个点光源120采用具有不同色温的光源时，可以丰富校准光源的光谱，使校准光源的光谱涵盖更多的波段，减少由于光敏传感器对不同波长光线的响应能力差异造成的校准偏差。

另外，匀光体110内部中空，且内部表面涂有高反射率的漫反射材料。点光源120所发射的光线可以在匀光体110的涂有漫反射材料的内部表面进行多次反射，然后均匀地散射在匀光体110内部，从而由出光口111发射并形成均匀的面光源。

另外，参见图7，该校准设备100还包括：用于与待检测终端200通信连接的测试控制系统150；照度计160，照度计160与测试控制系统150连接，且照度计160的探头设置于出光口111所形成面光源的照射区域内；电流源170，电流源170分别与测试控制系统150和多个点光源120连接。这里，测试控制系统150作为控制接口，可以获取并存储与其连接的待检测终端200的光敏校准数据，同时可以显示该光敏校准数据，以供操作人员查看。其中，测试控制系统150与待检测终端200之间的通信连接可以采用USB连接、蓝牙连接或者WiFi连接。照度计160的探头设置于出光口111所形成面光源的照射区域内，以获取面光源的照射区域内的照度值数据，同时照度计160与测试控制系统150连接，以将获取到的照度值数据传输给测试控制系统150，并可通过测试控制系统150将该照度计160获取到的照度值数据发送给待检测终端200。电流源170分别与测试控制系统150和多个点光源120连接，从而可以通过测试控制系统150的控制，对多个点光源120进行供电，以使多个点光源120发射光线至匀光体110内部传导，进而在面状的出光口111发射形成均匀的面光源。

另外，参见图10，本发明实施例还提供一种光敏传感器的校准方法，该校准方法采用上述光敏传感器的校准设备，该校准方法可以包括以下步骤：

步骤901，固定待检测终端，使待检测终端的光敏传感器设置于出光口所形成面光源的照射区域内。

这里，可以将待检测终端置于固定结构中固定，并使待检测终端的光敏传感器设置于出光口所形成面光源的照射区域内，以使待检测终端的光敏传感器可以接收到面光源的均匀光线照射。

步骤902，使待检测终端连接测试控制系统，并将照度计与测试控制系统连接，且照度计的探头设置于出光口所形成面光源的照射区域内。

这里，使待检测终端与测试控制系统进行连接，可以通过USB连接、蓝牙连接或者WiFi连接，以实现待检测终端与测试控制系统之间的信息传输；同时将照度计与测试控制系统进行连接，以使测试控制系统可以接收照度计获取的照度值数据，此时，照度计的探头设置于出光口所形成面光源的照射区域内，以获取面光源的照射区域内的照度值数据。

步骤903，使多个点光源和测试控制系统分别连接至一电流源。

这里，使多个点光源和测试控制系统分别与电流源连接，以使测试控制系统控制电流源向多个点光源进行供电。

步骤904，接通电流源，使电流源为点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程。

这里，经测试控制系统控制接通电流源后，使电流源对点光源进行供电，以使点光源发射光线，并在匀光体内部传导后在出光口形成均匀的面光源进行照射。

此时，测试控制系统向待检测终端发送指令，以使待检测终端开启光敏传感器。待检测终端获取多次光敏传感器的采样值，并判断当前由多个采样值计算得到的多个照度值之间是否处在预定比例内。当确定当前计算得到的多个照度值之间处于预定比例内，则测试控制系统读取照度计获取的照度值数据，并将该照度值数据作为标准照度值发送给待检测终端。待检测终端在接收到该标准照度值后进行存储，并根据该标准照度值进行光敏校准。

待检测终端根据标准照度值进行光敏校准的步骤可以包括：获取光敏传感器采样值，并判断是否已存储补偿系数。若未存储补偿系数，则根据传感器采样值与标准照度值计算得到补偿系数，计算公式为：补偿系数＝标准照度值/传感器采样值；保存计算得到的补偿系数，并再次获取传感器采样值。此时已存储有补偿系数，则根据公式：照度值＝传感器采样*补偿系数，计算照度值。判断计算得到的照度值与标准照度值之间的偏差比例是否处于预设范围内，若是，则校准结束，若否则清除补偿系数，重复上述步骤，直至计算得到的照度值与标准照度值之间的偏差比例处于预设范围。

其中，在一实施例中，步骤904，接通电流源，使电流源为点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程的步骤可以包括：

使待检测终端启动测试控制系统，并控制测试控制系统接通电流源，使电流源为点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程。

这里，通过待检测终端与测试控制系统交互，使待检测终端向测试控制系统发送启动指令，以启动测试控制系统并控制测试控制系统接通电流源，使电流源为点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程。这样，通过待检测终端与测试控制系统之间的交互，从待检测终端控制测试控制系统启动并使测试控制系统接通电流源以完成校准过程，能够减少安装待检测终端及操作测试控制系统之间的人工切换，简化操作，提高测试效率。

与现有技术相比，本发明实施例提供的光敏传感器的校准设备及光敏传感器的校准方法，通过匀光体对点光源发射的光线进行传导并由面状的出光口发射形成一个辐照度和光谱成分分布基本一致的面光源，采用固定板固定匀光体使匀光体的一部分位于固定板的第一侧，一部分位于固定板的第二侧，从而避免匀光体的自重影响以及匀光体受外力挤压造成变形，以解决现有的校准设备的匀光效果差，容易因待检测终端的光敏传感器感光能力的各向异性造成校准精度不足的问题，改善了校准光源的面均匀度。另外，通过本发明实施例的校准设备还可以降低对待检测终端的空间定位精度的要求，使校准结果具备良好的一致性。

应理解，说明书的描述中，提到的参考术语“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例或示例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”、“在一个实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

另外，在本文中的一个或多个实施例中，诸如“包括”或“包含”用于说明存在列举的特征或组件，但不排除存在一个或多个其它列举的特征或者一个或多个其它组件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光敏传感器的校准设备，用于移动终端的光敏传感器的校准，其特征在于，所述校准设备包括：

多个点光源；

匀光体，所述点光源嵌设于所述匀光体上，并朝所述匀光体的内部发射光线，所述匀光体上还设置有一面状的出光口，所述匀光体的形状为球状；

固定板，所述固定板上设置有安装孔，球状的所述匀光体固定于所述安装孔中，一部分位于所述固定板的第一侧，一部分位于所述固定板的第二侧；

其中，所述点光源所发射光线经所述匀光体传导，在所述出光口发射出，形成为一面光源。

2.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述校准设备还包括：

用于固定待检测终端的固定结构，所述固定结构与所述出光口相对设置，待检测终端的光敏传感器设置于所述出光口所形成面光源的照射区域内。

3.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述匀光体上还设置有多个进光孔，所述多个点光源分别嵌设于所述多个进光孔，所述多个进光孔围绕所述出光口均匀分布。

4.根据权利要求3所述的校准设备，其特征在于，所述进光孔的轴线方向与所述出光口的轴线方向之间的角度小于预设角度。

5.根据权利要求3所述的校准设备，其特征在于，所述点光源嵌设于所述匀光体的外壁，所述进光孔为贯穿所述匀光体的外壁和内壁的通道，其中，所述匀光体的外壁和内壁之间为均匀厚度。

6.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述多个点光源为多个具有不同色温的光源。

7.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述匀光体内部中空，且内部表面涂有高反射率的漫反射材料。

8.根据权利要求1所述的校准设备，其特征在于，所述校准设备还包括：

用于与待检测终端通信连接的测试控制系统；

照度计，所述照度计与所述测试控制系统连接，且所述照度计的探头设置于所述出光口所形成面光源的照射区域内；

电流源，所述电流源分别与所述测试控制系统和所述多个点光源连接。

9.一种光敏传感器的校准方法，采用如权利要求1至8任一项所述的光敏传感器的校准设备，其特征在于，所述校准方法包括：

固定待检测终端，使所述待检测终端的光敏传感器设置于所述出光口所形成面光源的照射区域内；

使所述待检测终端连接测试控制系统，并将照度计与所述测试控制系统连接，且所述照度计的探头设置于所述出光口所形成面光源的照射区域内；

使多个所述点光源和所述测试控制系统分别连接至一电流源；

接通所述电流源，使所述电流源为所述点光源供电，完成所述待检测终端的光敏传感器的校准过程。

10.根据权利要求9所述的校准方法，其特征在于，所述接通所述电流源，使所述电流源为所述点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程的步骤包括：

使待检测终端启动所述测试控制系统，并控制所述测试控制系统接通所述电流源，使所述电流源为所述点光源供电，完成待检测终端的光敏传感器的校准过程。