CN111857408A - 用于测量环境光的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于测量环境光的系统和方法。一种电子系统，包括控制电路，该控制电路提供二元控制信号，其在第一阶段期间的第一二元状态与第二阶段期间的第二二元状态之间交替；由控制信号控制的屏幕，该屏幕在每个第一阶段期间发射光，并且在每个第二阶段期间不发射光；在屏幕下方或沿着屏幕边缘的光传感器，该光传感器提供表示在一个测量阶段或多个连续测量阶段期间，由传感器接收到的光的量的测量信号；以及同步设备，用于将每个测量阶段与第二阶段同步。

Description

用于测量环境光的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年4月30日提交的法国专利申请号1904558的优先权，于此该申请通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及电子系统，并且更具体地涉及其中由系统的屏幕发射、并且被用户感知的光强度根据周围环境光来调节的电子系统。

背景技术

诸如移动电话或平板电脑的电子系统是已知的，其包括显示去往用户(例如系统的用户)的信息和/或图像的屏幕。

在这样的系统中，由屏幕发射的光功率可以至少部分地根据环境光水平进行调节，该环境光水平由环境光传感器(ALS)测量。然后，此传感器的要点是能够根据环境光水平来调节由屏幕发射的光功率，以便人眼更好地感知屏幕，并且节省存储在电池中的、供应屏幕的能量。

为了测量周围光的强度，如今传感器被设置在保护性玻璃下方，在屏幕中或沿着屏幕边缘的专用开口下方。期望的是，在无需屏幕中专用开口的情况下，通过使用通过屏幕的环境光的弱透射而将传感器设置在屏幕下方。然而，传感器因此不可能精确地将由屏幕发射朝向下的、在传感器方向上的光，与从外部穿过屏幕直至传感器的周围光区分开。

发明内容

存在解决已知电子系统的全部或一些缺点的需要，在该已知电子系统中，由屏幕发射的光功率至少部分地通过由系统的传感器所测量的环境光水平来确定。

因此，一个实施例解决了已知电子系统的全部或一些缺点，在该已知电子系统中，由屏幕发射的光功率至少部分地通过由系统的传感器测量的环境光水平来确定。

特别地，一个实施例使得可以避免由传感器测量的环境光水平因由屏幕发射的光而失真。

一个实施例提供了一种电子系统，该电子系统包括：

控制电路，被配置为提供二元控制信号，该二元控制信号在第一阶段期间的第一二元状态与在第二阶段期间的第二二元状态之间交替；屏幕，由控制信号控制，该屏幕被配置为在每个第一阶段期间发射光，并且在每个第二阶段期间不发射光；

光传感器，被设置在屏幕下方或沿着屏幕的边缘，并且被配置为提供测量信号，该测量信号表示在一个测量阶段或多个连续测量阶段期间由传感器接收到的光的量；以及

同步设备，被配置为将每个测量阶段与第二阶段同步。

根据一个实施例，同步设备被配置为将每个测量阶段的开始与第二阶段的开始同步。

根据一个实施例，该电子系统包括处理单元和控制电路，该控制电路被配置为基于由处理单元提供的设定点信号，确定二元控制信号。

根据一个实施例，处理单元还被配置为激活和去激活控制电路。

根据一个实施例，处理单元被配置为基于测量信号、以及系统的用户的设定点，确定设定点信号。

根据一个实施例，同步设备包括处理单元，该处理单元还被配置为向传感器提供用于同步每个测量阶段的开始的同步信号。

根据一个实施例，处理单元还被配置为至少基于设定点信号来确定所述同步信号。

根据一个实施例，同步设备包括上述传感器，该传感器还被配置为接收表示二元控制信号的信号，并且基于接收到的信号来同步每个测量阶段的开始。

根据一个实施例，同步设备包括传感器，该传感器还被配置为生成表示传感器接收到的、光根据时间的演变的信号。

根据一个实施例，同步设备还包括处理电路，该处理电路被配置为基于表示传感器接收到的光的演变的信号，确定每个第二阶段的开始。

根据一个实施例，上述处理电路还被配置为基于对每个第二阶段的开始的确定，来确定用于同步测量阶段的开始的同步信号，该处理电路还优选地被配置为确定第一阶段和第二阶段的频率和/或在第一阶段与第二阶段之间的占空比。

根据一个实施例，所述处理电路是处理单元的一部分或传感器的一部分。

根据一个实施例，每个测量阶段的持续时间小于与该测量阶段同步的第二阶段的持续时间。

另外的实施例提供了一种电子设备，诸如移动电话、平板电脑或多媒体装置，该电子设备包括如上文限定的电子系统。

另外的实施例提供了一种在如上文所述的电子系统中或在如上所述的电子设备中实现的方法，其中，每个测量阶段在第二阶段期间实现。

附图说明

在以下通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中，将参考附图对前述特征和优点以及其他特征和优点进行详细描述，其中：

图1A-图1B图示了电子设备的一个实施例；

图2A-图2B图示了电子设备的另一实施例；

图3以示意性方式并且以框的形式图示了图1或图2中所示的设备的电子系统；

图4以示意性方式并且以框的形式图示了图3中所示的电子系统的一部分的一个实施例；

图5以示意性方式并且以框的形式图示了图3中所示的电子系统的一部分的另外的实施例；

图6以示意性方式并且以框的形式图示了图3中所示的电子系统的一部分的另外的实施例；

图7以示意性方式并且以框的形式图示了图6中所图示的电子系统的一部分的变型实施例；并且

图8图示了描绘图3至图7中所示的电子系统的操作模式的时间图。

具体实施方式

在各种附图中，相似的特征已经由相似的附图标记表示。特别地，在各种实施例之间共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以具有相同的结构、尺寸和材料性质。

为了清楚起见，仅图示和详细描述了对于理解本文所描述的实施例有用的操作和元件。

除非另外指示，否则当提及连接在一起的两个元件时，这意味着在没有除导体以外的任何中间元件的情况下的直接连接；并且当提及链接或耦合在一起的两个元件时，这意味着这两个元件可以经由一个或多个其他元件连接或链接或耦合。

在以下公开中，除非另外指示，否则当提及绝对位置修饰符，诸如术语“前”，“后”，“顶部”，“底部”，“左”，“右”等，或相对位置修饰符，诸如术语“上方”，“下方”，“较高”，“较低”等，或定向的修饰符时，诸如“水平”，“垂直”等，指的是图中所示出的定向。

除非另有说明，否则表述“大约”，“大约地”，“基本上”和“在……的量级”表示在10％内，优选在5％内。

在以下公开中，考虑了电子系统，其中，屏幕通过交替在其中屏幕发射光的阶段、以及在其中屏幕关闭(即，屏幕不发射任何光)的阶段进行操作。在这样的系统中，由屏幕发射并且被用户感知的平均光功率是通过修改光发射阶段的持续时间和/或在其中没有光被发射的阶段的持续时间来调节。因此，屏幕由二元(binary)信号控制，例如与高电位的水平相对应的该二元信号的第一二元状态控制屏幕的光发射阶段，并且例如与诸如地的低电位的水平(诸如，接地)相对应的该二元信号的第二二元状态控制在其中没有光由屏幕发射的阶段。利用在其中屏幕发射光的阶段与在其中屏幕被关闭的阶段之间适当的切换频率，由于人眼的视觉的持久性，屏幕的用户感知不到在这些阶段之间的转变。

例如，二元控制信号通常经历脉宽调制(PWM)。施加这样的控制模式的屏幕的类型，例如LCD(液晶显示器)或OLED(有机发光二极管)，以及这些控制模式的实现方式尚未被详细描述。所描述的实施例与这些已知的控制模式以及施加这些控制模式的已知屏幕兼容。

图1A和图1B图示了电子设备2000的一个实施例的两个视图A和B，在该示例中电子设备2000为移动电话2000，视图A为电话2000的正视图，视图B为沿着视图A中指示的BB平面的截面图。

设备2000包括电子系统1000。电子电路1000包括旨在显示去往用户的图像和/或信息的屏幕100。显示屏或面板100包括发射光的像素矩阵(未示出)。

系统1000还包括各种电子电路，其包括环境光传感器104。在图1B所示的示例中，在视图B中，图示了屏幕100的两个另外的电子电路，即处理单元106和驱动器电路或控制电路108。

系统1000的各种电子电路例如安装在印刷电路板(PCB)110上，优选在柔性印刷电路板上，以便经由板110而彼此电耦合。尽管在图1B所示的视图B中图示了单个板110，但是系统1000可以包括多个板110，其可能经由带状电缆而彼此电耦合。

例如，显示屏100可以是OLED(有机发光二极管)类型的。因此，屏幕100例如由二元控制信号控制，该二元控制信号例如由驱动器电路108生成。该控制信号例如被选择性地提供给屏幕的每个二极管，从而交替在其中屏幕100的至少某些二极管发射光的阶段、以及在其中没有屏幕100的二极管发射光的阶段。屏幕100的二极管接收或不接收控制信号的选择例如由驱动器电路108来实现。在某些情况下，驱动器电路108还可以针对每个二极管适配与光发射阶段相对应的二元信号的电压水平，从而适配由二极管发射的光功率。屏幕的每个像素都可以由一个或多个二极管构成，其可能由RGB(红色，绿色和蓝色)颜色过滤器所覆盖。

例如，显示屏100也可以是LCD(液晶显示器)类型的。屏幕100因此包括例如各自均包括偏振液晶过滤器的像素矩阵，以及设置在像素矩阵下方的照明面板。该板例如由二元控制信号控制，该二元控制信号例如由驱动器电路108生成，使得该板通过交替光发射阶段和在其中该板不发射任何光的阶段来进行操作。在某些情况下，驱动器电路还可以适配与光发射阶段相对应的二元信号的电压水平，从而适配由二极管发射的光功率。每个像素的偏振过滤器例如由屏幕100的驱动器电路108控制，以使由板发射的光通过或不通过偏振过滤器而去往用户。屏幕的每个像素都可以由一个或多个RGB彩色过滤器覆盖。

在所图示的示例中，系统1000还包括在显示屏100上方的触摸屏112。触摸屏或触摸板112完全覆盖显示屏100，屏幕100和112具有基本相同的表面面积，优选具有相同的表面面积。

通常，设备2000包括覆盖屏幕100的保护性玻璃板114，并且更具体地，在该示例中，屏幕是由两个屏幕100和112构成的组件。玻璃板114完全覆盖屏幕100，玻璃板114的表面面积基本等于屏幕100的表面面积，优选等于屏幕100的表面面积。

设备2000包括外壳或壳体116，系统1000设置在该外壳或壳体中，即，电子电路104、106和108以及一个或多个板110设置在该外壳或壳体中。屏幕100、可能的触摸屏112和玻璃板114的组件在系统的一面的一侧上，即图1B的视图B中的上部面以及在图1A的视图A中可见的面上封闭外壳116。

在该实施例中，电话2000被称为“无边框”，即屏幕100，并且更具体地，屏幕100、可能的触摸屏112和玻璃板114的组件占据设备的旨在由系统的用户观看的基本上整个面，优选地整个面，即图1B的视图B中的设备2000的上部面。因此，环境光传感器104设置在屏幕100下方，即，在屏幕100的对用户可见的屏幕100的面相对的一侧上。显示屏100、触摸屏112和玻璃板114因此对于环境光是至少部分透明的，环境光在此对应于可见光，并且可能对应于红外线和/或紫外线。因此，环境光可以穿过玻璃板114、可能的触摸屏112和显示屏100的组件，并到达传感器104。

图2A和图2B图示了电子设备3000的另一实施例的两个视图A和B，在该示例中电子设备3000为移动电话3000，视图A为电话的正视图，视图B为沿着图A中指示的BB平面的截面图。

图2A和图2B的设备3000与图1A和图1B的设备2000的不同之处在于，显示屏100和可能的触摸屏112在传感器104上方中断，以便允许环境光到达传感器104。更具体地，窗口118在传感器104上方被提供在屏幕100和可能的屏幕112中。玻璃板114覆盖窗口118从而保护设置在外壳116中的电子电路，特别是传感器104。

应注意的是，设备2000和3000以示意性方式图示，并且这些设备的所有细节尚未被图示。以下将描述的实施例不限于图1和图2中所示的示例设备，而是适用于包括电子系统1000的所有电子设备，例如配备有例如柔性或可弯曲屏幕的平板电脑、连接的手表、计算机屏幕、移动电话、多媒体装置等。更具体地，所描述的实施例适用于电子系统1000，该电子系统1000包括显示屏100，以及如图1B所图示的设置在显示屏100下方的、或如图2B所图示的设置在屏幕100的窗口或开口118下方的环境光传感器104，其中屏幕100通过交替光发射阶段和在其中没有光被发射的阶段进行操作。

图3以示意性方式并且以框的形式图示了图1A、图1B、图2A或图2B所示的电子系统1000。

系统1000包括：

处理单元106(PU)，例如状态机、微处理器、微控制器、可编程逻辑电路等；

一个或多个存储区120(MEM)，每个存储区或存储器可能是易失性的，例如为RAM存储器类型或寄存器，用于在处理期间暂时存储信息(指令、地址、数据)；或可能是非易失性的，例如为闪存类型，用于以永久方式，特别是当系统1000没有供应有功率时存储信息；

一个或多个数据、地址和/或控制总线，在系统1000的内部电子电路之间，在此以单一总线122的形式图示；

输入/输出通信接口124(I/O)，例如为串行总线类型，用于与系统1000的外部通信；

屏幕(SCREEN)100；

屏幕100的驱动器电路108(SCREEN DRIVER)，在此被图示为屏幕100的一部分；以及

环境光传感器(ALS)104。

此外，系统1000可以集成由框126(FCT)表示的其他功能，例如，加密处理器、另外的接口、另外的存储器、相机、图像传感器等。

在图3中未图示系统1000的各种元件的一个或多个电源，特别是电路108的电源。

在系统1000中，处理单元106被配置为向电路108提供设定点信号。该设定点信号表示屏幕100需要发射的平均光功率的设定点值。例如，该设定点值基于由传感器104提供的测量信号来确定，该测量信号表示在测量环境光的阶段期间由传感器104所接收的光的量，或更精确地为光子的量。设定值对所测量的环境光水平的依赖性允许根据环境光水平自动调节由屏幕发射的光功率。该设定电值还可以取决于由用户手动提供给系统1000的屏幕100的亮度设定点。

根据该设定点信号，电路108适配其提供给屏幕100的二元控制信号，并且更具体地适配信号处于第一二元状态的持续时间和/或信号处于第二二元状态的持续时间。这相当于适配在其中屏幕100发射光的操作阶段的持续时间和/或在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的持续时间，以使得在大量的操作阶段(例如多于100个)中由屏幕发射的平均亮度与平均设定点亮度相对应。应注意的是，由于视觉暂留，人眼无法感知在屏幕发光的阶段与屏幕不发光的阶段之间的转变，因此用户感知到的是屏幕发出的平均亮度。例如，当屏幕的控制信号经历脉宽调制时，电路108增加或减少信号的占空比，并且可选地，电路108还可以修改信号的频率。

其中在屏幕100下方或接近屏幕100(例如沿着屏幕100的边缘或在屏幕100的窗口或开口118下方)设置传感器104的系统1000的一个缺点是由屏幕发射的光可以到达传感器104，并且因此使环境光水平的测量失真。

在更具体的情况下，其中传感器104设置在屏幕100、玻璃板114和可能的触摸屏112下方，环境光到传感器104的透射率可以较低，例如低于5％或1％。在这种情况下，由屏幕100发射的到达传感器104的光可以具有与透射到传感器204的环境光相当的光功率，而这带来了问题。

为了解决这些缺点，发明人在此提出利用屏幕100的控制模式，并且更具体地，利用在其中屏幕100发射光的操作阶段和在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段的交替。更具体地，发明人在此提出在系统1000中提供同步设备或电路，该同步设备或电路被配置，以便由传感器104对环境光水平的每个阶段的测量是在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段期间实现。换言之，发明人在此提出提供一种同步设备，该同步设备被配置为将传感器104的每个测量阶段与在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段同步，并且更具体地，提出一种同步设备，该同步设备被配置为将测量环境光水平的每个阶段的开始与在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的开始进行同步。实际上，当屏幕由脉宽调制控制时，由传感器104进行的测量阶段通常具有比在其中屏幕100不发射任何光的阶段的持续时间更短的持续时间。因此，由传感器104实现的测量不会因由屏幕发射的可以到达传感器104的光而失真。

现在将关于图4、图5、图6和图7更详细地描述各种实施例。

图4以框的形式以及更详细的方式图示了图3所示的电子系统1000的一部分的实施例。图4更具体地图示了传感器104、中央单元106和屏幕100的驱动器电路108，在该示例中，电路108为屏幕100的一部分。

在该实施例中，同步设备包括处理单元106。传感器104的测量阶段与在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段的同步因此至少部分地由该处理单元106实现。

如前所述，处理单元106被配置为将设定点信号提供给电路108，设定点信号被指定为sig-t。

根据一个实施例，单元106还被配置为向电路108提供激活信号sig-a。信号sig-a向电路108指示是否需要向屏幕100提供二元控制信号，该二元控制信号被指定为sig-c。换言之，信号sig-a指示屏幕100是否需要处于操作中并且由信号sig-c控制(电路108活跃)，或者屏幕100是否需要被关闭(电路108不活跃)。当电路108是活跃的时，二元控制信号sig-c控制在其中屏幕100发射光的操作阶段与在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段的交替。

传感器104被配置为在每次测量环境光水平之后提供测量信号sig-m，测量信号sig-m表示在每个测量阶段期间接收到的光的量。信号sig-m例如由传感器104在跟随测量阶段之后的处理阶段期间确定，该处理阶段潜在地被实现，而不论二元控制信号的状态，即屏幕100是否处于光发射阶段。

尽管在此未图示，但是根据一个实施例，传感器104被配置为在提供信号sig-m之前实现多个相继的测量阶段，因此信号sig-m表示在相继的测量阶段期间所接收的光的总量。例如，单元106因此被配置为向传感器104提供信号，该信号指示多个测量阶段是否需要在提供对应的信号sig-m之前相继地执行，或者信号sig-m是否应该在每个测量阶段之后提供。

在该实施例中，中央单元106被配置为向传感器104提供用于同步每个测量阶段的开始的同步信号sig-s1。更具体地，当信号sig-s1是二元信号时，信号sig-s1例如通过二元状态的改变来指示传感器104需要开始测量阶段。单元106因此可以经由信号sig-s1将每个测量阶段的开始与在其中控制信号sig-c处于第二二元状态的操作阶段(即，在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段)同步。

例如，单元106基于其提供给电路108的设定点信号sig-t来确定信号sig-s1。实际上，单元106可以例如基于信号sig-t可能潜在具有的每个值与信号sig-c的对应特性之间的对应表，而从信号sig-t推断控制信号sig-c的特性(频率、占空比等)。

图4所示的实施例更具体地适配信号sig-c经历脉宽调制的情况。在这种情况下，单元106例如基于信号sig-a确定电路108从去激活状态变为激活状态的时刻，并且可以从此推断出在其中屏幕发射光的操作阶段与在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的每个交替的开始时间。对于每个交替，在其中屏幕不发射光的阶段的开始时间可以与交替的开始时间相对应，或者可以从交替的开始时间或从信号sig-c的占空比的知识推断出来，信号sig-c的占空比可以例如基于设定点信号sig-t来确定。

图5以框的形式并且以更详细的方式图示了图3所示的电子系统1000的一部分的另一实施例。更具体地，图5图示了传感器104、中央单元106以及屏幕100的驱动器电路108，在该示例中，电路108为屏幕100的一部分。在此仅详细示出图4所图示的系统1000的部分与图5所图示的部分之间的差异。

在该实施例中，用于将传感器104的测量阶段与在其中屏幕100不发射任何光的阶段同步的同步设备包括传感器104。因此，该同步至少部分地由传感器104基于同步信号sig-s2实现，信号sig-s2表示提供给屏幕100的控制信号sig-c。

在图5所示的实施例中，单元106不提供信号sig-s1。

此外，在图5所示的实施例中，传感器104被配置为接收表示控制信号sig-c的同步信号sig-s2。在该示例中，信号sig-s2与信号sig-c相同。在未图示的另外的示例中，信号sig-s2可以与信号sig-c相对应，其与第一二元状态和第二二元状态相对应的电位水平例如通过电路108或专用电路而已经被适配。

提供给传感器104的信号sig-s2允许其知道或确定在其中屏幕100不发射任何光的每个阶段的开始时间。因此，传感器104被配置为将其测量阶段中的每个测量阶段与在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段同步。在此信号sig-c与sig-s2相同的示例中，信号sig-s2从第一二元状态到第二二元状态的切换指示在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的开始，并且传感器104因此可以将测量阶段的开始与该操作阶段的开始同步。

与图4所示的实施例相比，图5所示的实施例使得可以限制在其中屏幕100不发射任何光的阶段的开始与测量阶段的开始之间的时间差异。这是由于以下的事实，在图5所示的实施例中，由传感器104接收到的同步信号sig-s2是直接从控制信号sig-c获得的，而在图4所示的实施例中，电路108处理单元106和/或处理单元106可以引入在控制信号sig-c与由传感器104接收到的同步信号sig-s1之间的时间差异。例如，该时间差异可能是由于多个电路各自依次例如经由系统的总线进行通信并且共享相同的控制信号。

图6以框的形式并且以更详细的方式图示了图3所示的电子系统1000的一部分的另一实施例。更具体地，图6图示了传感器104、中央单元106以及屏幕100的驱动器电路108，在该示例中，电路108为屏幕100的一部分。在此仅详细示出图5所图示的系统1000的部分与图6所图示的部分之间的差异。

在该实施例中，对控制信号sig-c的特性的提取是根据信号sig-e来提供，信号sig-e表示由传感器104接收到的光功率的时间演变。因此，在传感器104的测试阶段与在其中屏幕不发光的操作阶段之间的同步基于这些所提取的特性而实现。因此，在该实施例中，同步设备包括传感器104和处理电路600，传感器104因此被配置为提供信号sig-e，处理电路600被配置为从信号sig-e中提取信号sig-c的特性。

因此在此利用以下事实：在通过屏幕100的光发射的阶段期间，所发射的光的一部分被传感器104接收，并且被添加到由传感器104接收到的环境光中。因此，诸如信号sig-c的频率、信号sig-c分别处于第一二元状态和第二二元状态的时间范围、信号sig-c的占空比等之类的控制信号sig-c的特性可以从信号sig-e中提取。例如，信号sig-e是模拟信号，其幅度随由传感器接收到的光功率而变化。

在此实施例中，电路600是单元106的一部分，因此信号sig-e被提供给处理单元106。作为变型，电路600可以是单元106外部的专用电路，例如与块FCT(图3)相对应。

根据一个实施例，只要单元106向传感器104发送控制信号sig-ce，传感器104就提供信号sig-e。在未图示的变型实施例中，单元106不向传感器104提供任何信号sig-ce，因此传感器104以连续方式提供信号sig-e。

根据一个实施例，除了被配置为从信号sig-e中提取信号sig-c的特性以外，电路600还被配置为确定提供给传感器104的同步信号sig-s3。作为变型，中央单元106基于由电路600从信号sig-e中提取的特性来确定信号sig-s3。

信号sig-s3向传感器104指示在其中屏幕100不发射任何光的屏幕100的操作阶段的开始时间。因此，传感器104被配置为将测量环境光水平的每个阶段的开始与在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段的开始时间同步。

图6所示实施例相对于图4和图5所示实施例的一个优点是，同步是基于信号sig-e，信号sig-e考虑了在信号sig-c的电平改变与屏幕的操作阶段(发射或不发射)的改变之间的可能的差异。例如，这种差异可能是由于在屏幕的控制与屏幕的显示之间的差异引起的，该差异例如是由于显示延迟、屏幕的电致发光二极管的上升时间和/或系统的总线或通信路径的拥挤。

图7以框的形式图示了关于图6描述的实施例的变型。仅详细描述了图6和图7所示的系统1000之间的差异。

在图7中，处理电路600是传感器104的一部分，而不是单元106的一部分。因此，与图6所示的实施例不同，其中信号sig-e被传输到单元106，单元106反过来将信号sig-s3提供给传感器104，在图7所示的变型实施例中，这些信号sig-e和sig-s3在传感器104内部。特别地，在此提供的是，传感器104，并且特别地传感器104的处理电路600被配置为确定在屏幕的光发射阶段和在其中屏幕被关闭的阶段之间的交替的频率、屏幕的光发射的每个阶段的开始、屏幕光发射的每个阶段的结束和/或在屏幕的光发射阶段与在其中屏幕被关闭的阶段之间的占空比。因此，传感器104是自主的，并且当屏幕处于在其中不发射任何光的操作阶段时，能够基于以上信息实现光捕获的阶段。

图7所示的变型实施例受益于与图6所示的实施例相同的优点。图7所示的变型实施例还比图6所示的实施例更简单，因为捕获周围光的阶段与在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的同步是在传感器104的内部实现的，这简化了传感器104在电子系统1000中的集成。

图8图示了描绘前述系统1000的操作模式的时间图。在该示例中，对环境光水平的测量阶段是在其中屏幕不发射任何光的每个阶段期间由传感器104实现。

图8图示了控制信号sig-c，该控制信号sig-c用于控制屏幕的光发射的阶段和在其中屏幕不发射任何光的阶段，电路108在此是活跃的。在此示例中，信号sig-c的低电平控制屏幕以使得其不发射任何光(“屏幕关闭”)，并且信号sig-c的高电平控制屏幕以使得其发射光(“屏幕开启”)。

图8还图示了由传感器104测量环境光水平的阶段(“ALS开启”)和在其中传感器不测量环境光水平的阶段(“ALS关闭”)。在此，由传感器测量环境光水平的阶段被认为对应于传感器104积分的阶段，即在其中光子由传感器的光敏区接收的阶段。在该示例中，对在积分阶段或测量环境光水平的阶段期间接收到的光子数目的处理(例如，用于生成信号sig-m，信号sig-m表示在此积分阶段期间接收到的光子数目，即表示环境光水平)是在积分的每个阶段之后(例如，至少部分地在屏幕的光发射的随后阶段期间)实现，。

更具体地，在该示例中，屏幕的光发射阶段在相应的时间t0、t2、t4和t6处开始，并且在相应的时间t1、t3和t5处结束，时间t0、t1、t2、t3、t4、t5和t6是相继的时间。因此，如前所述，在该示例中，传感器104对环境光水平的测量阶段分别在时间t1和t2之间、在时间t3和t4之间以及在时间t5和t6之间实现。更具体地，在时间t1、t3和t5中的每一项处，开始相对应的环境光水平的测量阶段。

尽管在图8中，测量环境光水平的每个阶段均结束于在其中屏幕不发射任何光的对应阶段的末端(时间t2、t4和t6)，但在实践中，测量环境光水平的每个阶段可以在其中屏幕不发射任何光的对应阶段的末端之前结束。

尽管在图8中未图示，但是当传感器104已经结束测量阶段时，传感器开始处理阶段，在处理阶段期间，传感器确定或更新表示在测量阶段期间所测量的环境光水平的信号sig-m。该处理阶段可以在其中屏幕不发射任何光的对应的阶段期间开始，并且可以在其中屏幕发射光的随后阶段期间继续或完全实现。

此外，尽管未图示，但是根据所实现的实施例，由传感器104测量环境光水平的每个阶段可以利用相对于在其中屏幕不发射任何光的对应阶段的开始的延迟而开始。然而，由传感器测量光水平的每个阶段最迟结束在其中屏幕不发射任何光的对应阶段的末端处。

例如，在其中屏幕不发射任何光的阶段具有在3.6ms的量级或更少的持续时间，在其中屏幕发射光的阶段具有在0.4ms的量级或更少的持续时间。例如，由传感器104对环境光水平的测量阶段或积分阶段具有在0.1ms至1ms的量级的持续时间，优选地同时考虑所涉及的各种光学和电子电路的可能处理延迟。

在上述实施例和变型中，传感器104可以被配置为提供信号sig-m，该信号sig-m表示在一个或多个测量阶段期间接收到的针对单个波长范围(例如，可见光的波长范围，可能扩展到红外和/或紫外线波长)的光。在这种情况下，系统1000不能确定其接收的环境光的类型。作为变体，传感器104可以被配置为提供信号sig-m，该信号sig-m包括针对多个波长范围中的每个波长范围的信息，其表示由传感器在一个或多个测量阶段期间在该波长范围中接收到的光的量。在这种情况下，系统1000可以被配置为确定环境光的类型，例如，光是自然的，还是来自白炽灯灯泡、荧光灯，光是冷光还是暖光等。在屏幕100是OLED类型的彩色屏幕的情况下，单元106因此可以被配置为提供信号sig-t，该信号sig-t包括针对屏幕100可以发射的每个波长范围的、屏幕100需要针对该波长范围发射的平均目标功率的指示。实际上，在OLED彩色屏幕的情况下，电路108通常被配置为单独地控制屏幕的每个像素。作为结果，系统1000因此可以使由其屏幕100发射的光的类型适配环境光的类型。

此外，尽管尚未描述，但由于传输和处理信号sig-t、sig-a、sig-e和sig-s1、sig-s2或sig-s3中的延迟，因此由信号sig-s1、sig-s2或sig-s3指示的在其中屏幕100不发射任何光的操作阶段的开始时间可以比该阶段实际开始的时间更晚。因此，系统1000可以包括延迟电路，其被配置为将这些传输和处理延迟考虑在内。例如，延迟电路被配置为延迟同步信号sig-s1、sig-s2或sig-s3，以使得由该信号指示的在其中屏幕不发射任何光的操作阶段的开始时间与在其中屏幕不发射任何光的随后操作阶段的实际开始时间相对应。由延迟电路引入的延迟的确定可以例如在系统1000的，特别是延迟电路的校准阶段期间实现。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解的是，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。特别地可以假设，通过将图4或图5的实施例与图6或图7的实施例组合，来实现传感器104的测量阶段与在其中屏幕不发射任何光的操作阶段之间的同步。

最后，基于上文提供的功能描述，本文描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力内。

Claims (16)

1.一种电子系统，包括：

控制电路，被配置为提供二元控制信号，所述二元控制信号在第一阶段期间的第一二元状态与第二阶段期间的第二二元状态之间交替；

屏幕，由所述二元控制信号控制，所述屏幕被配置为在每个第一阶段期间发射光，并且在每个第二阶段期间不发射光；

光传感器，被设置在所述屏幕下方或沿着所述屏幕的边缘，并且被配置为提供测量信号，所述测量信号表示在一个测量阶段或多个连续测量阶段期间由所述传感器接收到的光的量；以及

同步设备，被配置为将每个测量阶段与第二阶段同步。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述同步设备被配置为将每个测量阶段的开始与所述第二阶段的开始同步。

3.根据权利要求1所述的系统，包括处理单元，所述控制电路被配置为基于由所述处理单元提供的设定点信号，确定所述二元控制信号。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理单元还被配置为激活和去激活所述控制电路。

5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述处理单元被配置为基于所述测量信号、以及来自所述系统的用户的设定点，确定所述设定点信号。

6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述同步设备包括所述处理单元，所述处理单元还被配置为向所述传感器提供用于同步每个测量阶段的开始的同步信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述处理单元还被配置为至少基于所述设定点信号来确定所述同步信号。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述同步设备包括所述传感器，所述传感器还被配置为接收表示所述二元控制信号的信号，并且基于接收到的所述信号来同步每个测量阶段的开始。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述同步设备包括所述传感器，所述传感器还被配置为生成表示由所述传感器接收到的、所述光根据时间的演变的信号。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述同步设备还包括处理电路，所述处理电路被配置为基于表示由所述传感器接收到的所述光的所述演变的所述信号，确定每个第二阶段的开始。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理电路还被配置为基于对每个第二阶段的所述开始的所述确定，确定用于同步测量阶段的所述开始的同步信号，所述处理电路还优选地被配置为确定所述第一阶段和所述第二阶段的频率和/或所述第一阶段与所述第二阶段之间的占空比。

12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述处理电路是处理单元的一部分或所述传感器的一部分。

13.根据权利要求1所述的系统，其中，每个测量阶段的持续时间小于与所述测量阶段同步的所述第二阶段的持续时间。

14.一种电子设备，包括根据权利要求1所述的系统，所述电子设备例如是移动电话、平板电脑或多媒体装置。

15.一种在根据权利要求1所述的系统中实现的方法，其中，每个测量阶段在第二阶段期间实现。

16.一种在根据权利要求14所述的电子设备中实现的方法，其中，每个测量阶段在第二阶段期间实现。

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