CN112005292A - 用于感测光的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于感测入射在电子设备(1)上的光的方法。电子设备(1)包括显示器(11)和安装在显示器(11)后面以接收穿过显示器的入射光的光传感器装置(12)。该方法包括以下步骤：根据调制信号(MS)反复打开和关闭显示器(11)，其中，子帧(SFR)由显示器(11)的打开状态(ON)和后续的关闭状态(OFF)限定。调制信号(MS)取决于至少一个调制参数(MP)。在第一子帧(SFR1)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第一值(MP1)，将显示器亮度设置为第一水平(DL1)。然后，通过在第一子帧(FC1)期间借助于光传感器装置(12)对入射光进行积分来确定第一帧计数(FC1)。在第二子帧(FC2)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第二值(MP2)，将显示器亮度设置为第二水平(DL2)。然后，通过在第二帧(FC2)期间借助于光传感器装置(12)对入射光进行积分来生成第二帧计数(FC2)。最后，根据第一帧计数(FC1)和第二帧计数(FC2)来确定环境光水平(AL)。

Description

用于感测光的方法

本发明涉及用于光感测的方法，尤其是用于对入射在显示器上的环境光的光感测的方法。

诸如环境光传感器(ALS)或颜色传感器之类的光传感器被广泛用于移动设备例如移动电话、智能电话、计算机和平板电脑中。ALS和颜色传感器分别提供有关环境光水平和颜色的信息，这些信息能够被用于支持例如背光灯LED电源电路或OLED驱动器的显示器控制。例如，智能电话中LCD面板的背光灯约占设备总功耗的40％。因此，响应于环境光水平的变化而调节显示器亮度是有很大益处的。在相对黑暗的环境中，能够降低显示器的亮度以节省功耗。这还使用户的眼睛更加放松，并且同时改善了用户体验。

现有技术的解决方案通常是试图完全关闭显示器或至少在短时间内关闭显示器。关闭显示器或更改显示器控制信号是在黑暗条件下测量环境光量的一种可能的方法。然而，例如在环境光被调制的情况下，在显示器关闭时间期间并且仅在很短的积分时间内测量环境光可能会导致重大误差。典型示例涉及以50Hz至60Hz的AC运行的光源。

对全屏智能电话显示器的需求不断增加。因此，智能电话的边框会越来越窄，并且通常没有足够的空间放置光传感器以测量触摸面板下方环境的照度和相关色温CCT。替代地，客户要求光传感器直接位于显示器面板的下方，以便测量环境的照度和CCT。测量环境光的挑战之一是去除显示器产生的杂散光。此外，光传感器通常具有附加功能例如接近检测，因此应将其放置在靠近显示器的位置，以便正确运行。这些和其他限制条件限制了设计工程师优化光传感器设计的自由度。

本发明的目的是提供一种用于光感测的方法，该方法实现改进对例如环境光的光源的检测，以便于促进可靠的显示器控制。

该目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中描述了另外的改进和实施例。

应当理解，除非明确地描述为替代，否则下文中关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与下文中描述的其他特征结合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或更多个特征结合使用，或者与任何其他实施例的任何组合结合使用。此外，在不脱离所附权利要求中限定的用于感测光的方法的范围的情况下，也可以采用以下未描述的等同物和修改。

以下涉及光感测领域中的改进的概念，例如显示器后面的光感测。改进后的概念采用了通过调制显示器子帧的亮度来抵消影响显示器的环境光并且随后通过数学运算来抵消环境光的方法。例如，借助于脉冲宽度调制PWM使用调制函数的不同调制参数来调制连续的子帧。在一些实施例中，采用子帧的幅度和/或占空比调制。执行不同子帧期间的光感测并将其与已知参数结合，以得出环境光水平。

在至少一个实施例中，用于感测光的方法采用电子设备。该电子设备包括显示器和安装在显示器后面的光传感器装置。入射在显示器上的光可以穿过显示器并且能够借助于光传感器装置接收并且最终被光传感器装置检测到。

术语“后面”表示光传感器装置被放置在电子设备的主体上或主体中并被显示器覆盖。在这种配置中，入射在电子设备上的光穿过显示器并最终到达光传感器装置。光可以由光传感器装置检测并且通常包括来自于至少两个源的贡献。首先，来自设备环境的诸如阳光、房间照明、由其他设备发出的光之类的环境光可以撞击显示器并入射到光传感器装置上。其次，显示器例如借助于有源像素或通过背光照明等发光，该光可以被引导或反射回光传感器装置。

诸如平板显示器的不同类型的显示器可以与所提出的方法一起使用，不同类型的显示器包括液晶显示器LCD、具有发光二极管LED背光照明的液晶显示器、等离子面板、电致发光面板或基于有机发光二极管OLED的显示器。能够通过包括环境光传感器和/或颜色传感器的各种类型的光传感器来实现光传感器装置。术语“装置”表示集成电路，该集成电路可以具有用于信号采集或(预)处理的各种片上组件。光传感器装置可以具有单个或更多个光传感器例如光电二极管，所述单个或更多个光传感器被封装到公共集成电路中或散布在电子设备的不同位置上。通常，将公共集成电路或各种集成电路组合到同一传感器模块或封装中。电子设备可以是具有显示器的任何设备，例如移动设备、移动电话、智能电话、计算机、平板电脑。

感测入射在电子设备上的光的方法包括以下步骤。

在执行用于光感测的方法期间，根据调制信号反复打开和关闭显示器。子帧由显示器的打开状态和后续的关闭状态限定。调制信号取决于至少一个调制参数。

在第一子帧中，根据所述至少一个调制参数的第一值，将显示器亮度设置为第一水平。通过在第一子帧期间借助于光传感器装置对入射光进行积分来确定第一帧计数。在第二子帧中，根据所述至少一个调制参数的第二值，将显示器亮度设置为第二水平。通过在第二帧期间借助于光传感器装置对入射光进行积分来生成第二帧计数。最后，根据第一帧计数和第二帧计数来确定环境光水平。

取决于显示器的类型，术语“打开和关闭显示器”可以具有不同的含义。例如，在有源显示器中，该术语表示一些或所有像素可以被激活或停用，从而分别发光或不发光。例如，在无源显示器中，该术语表示例如显示器背光灯的激活或停用。此外，还设想了有源显示器和显示器背光灯的组合。总之，术语“打开和关闭显示器”表示当显示器打开时，其发出一定量的光。当关闭时，显示器将发出更少的光或者甚至根本不发光。调制信号例如通过显示器驱动器或背光灯控制装置来控制显示器的开关。调制参数可以具有改变调制信号的特性的不同值。在下文中，这将被认为是“调制”，并且将在下面更详细地讨论。

所提出的用于光感测的方法实现改进对例如环境光的光源的检测，特别是对显示器后面的光源的检测，以便于促进可靠的显示器控制。实际上，该方法可以被应用于在显示器后面测量光的各种应用。调制的子帧被用于设置不同的显示水平。能够检测到显示器后面的显示器光对传感器信号的影响，并且能够推断出环境光对所述传感器信号的贡献。能够将显示帧中的显示器信息和环境光信息进行分离并进一步处理，以用于如亮度调节、摄像机信息等的显示器控制。

由于调制是在子帧上进行的，因此该调制对人眼而言可能是不可见的。另外，与现有技术解决方案相比，单个子帧测量的积分时间能够更长，并且因此可以提供更高的积分计数并且使得硬件的实现能够变得更加容易。总之，利用调制的子帧亮度对显示器后面的环境光进行测量实现更长的积分时间和更简单的芯片集成。

在至少一个实施例中，第一积分时间对应于第一子帧的持续时间。第一帧计数指示在第一积分时间期间积分的入射光，或者换言之，指示在第一子帧期间积分的入射光。类似地，第二积分时间对应于第二子帧的持续时间，使得第二帧计数指示在第二积分时间期间积分的入射光。

通常，如上所述，所提出的方法实现更长的积分时间。积分可以与子帧的持续时间一样长，从而提供合适的时间帧以实现可靠的信噪比。

在至少一个实施例中，第一积分时间对应于第一子帧的持续时间的一部分。换言之，光传感器装置不在子帧的整个持续时间内进行积分，而仅在该持续时间的一部分内进行积分。类似地，第二积分时间也可以对应于第二子帧的持续时间的一部分。

在一些应用中，采用比子帧的完整持续时间更短的积分时间可能就足够了。例如，积分时间可以集中在显示器的打开状态与连续关闭状态之间的转换处，例如，调制信号中高电平与低电平之间的相应转换处。因此，例如通过缩放在较短的积分时间内积分的各个帧计数，较短的积分时间可以揭示相同的信息内容。

在至少一个实施例中，第一积分时间和第二积分时间的值相同。通常，在显示器的帧期间，子帧的持续时间可以是相同的。

在至少一个实施例中，提供同步信号，该同步信号包括同步脉冲。两个连续的同步脉冲限定了显示器的帧。帧至少包括第一子帧和第二子帧。最后，一系列子帧与同步信号同步。

帧(或要显示的图像)具有比其子帧的持续时间长的特定持续时间。例如，帧的持续时间为1ms、10ms、50ms、100ms、200ms或更长。通常在连续的帧之间更新显示。在子帧期间例如由于显示或帧的更新而导致的PWM关闭时间对光的积分可以远离例如通过同步脉冲所限定的单个帧的开始或结束。这可以有助于减少从亮到暗的衰减效果，反之亦然。

在至少一个实施例中，调制信号包括具有连续的高电平和低电平的一系列脉冲。子帧与调制信号的脉冲和/或同步信号同步。

在至少一个实施例中，调制信号是脉冲宽度调制PWM信号。

在至少一个实施例中，调制信号的脉冲各自具有幅度。幅度是借助于作为调制参数的幅度参数设置的。

在至少一个实施例中，借助于幅度参数来设置显示器和/或显示器的各个像素的供电电流。

在至少一个实施例中，调制信号的脉冲被调制为使得每个脉冲具有占空比。借助于作为调制参数的占空比参数来设置每个占空比。

在至少一个实施例中，借助于作为调制参数的定时参数来调制调制信号的脉冲。根据调制参数改变子帧的持续时间。

在至少一个实施例中，光传感器装置包括光传感器，例如光电二极管或光电二极管阵列。环境光水平能够被用于调节显示器亮度。

在至少一个实施例中，光传感器装置包括彩色光传感器。环境光水平能够被用于调节显示器颜色，特别是显示器的色温值。例如，彩色光传感器能够被用于调节显示器亮度和显示器颜色。

在至少一个实施例中，两个连续的子帧被用作第一子帧和第二子帧以分别确定环境光水平。可替选地，将多个第一子帧和多个第二子帧组合以确定环境光水平。例如，能够在一定时间段内累积多个第一子帧和第二子帧。子帧可以来自同一帧(FR)或来自不同的帧。例如，可以成对地处理多个第一子帧和多个第二子帧以得出用于环境光水平的相应的值，然后可以将其相加以得到子帧的结果的总和。使用多个子帧可以平均出时间变化对环境光(例如AC分量)的作用。

在至少一个实施例中，针对感兴趣区域设置第一水平和/或第二水平的显示器亮度。光传感器装置对来自感兴趣区域的入射光进行局部地积分。例如，显示器的任何子帧都可以被用作第一子帧或第二子帧以确定环境光水平。感兴趣的区域能够被布置为具有预定或已知的亮度，并且光传感器装置确定相应的帧计数。这样，仅显示器的一小部分可以被用于确定环境光水平。这一小部分对于终端用户可能并不明显，因此所提出的方法可能不会干扰到终端用户的体验。

可替选地，针对整个显示器设置第一水平和/或第二水平的显示器亮度。光传感器装置针对整个显示器例如针对第一子帧/第二子帧对入射光进行全局地积分。此外，第一子帧/第二子帧能够以对于终端用户表现相同的亮度水平来记录，或者以不干扰终端用户体验的差异水平来记录。

以下，参照附图更详细地描述了上面给出的原理，在附图中示出了示例性实施例。

在下面的实施例和附图的示例中，相似或相同的元件设置有相同的附图标记。但是，不应将附图中所示的元件及其彼此之间的尺寸关系视为真实比例。相反，可以放大诸如层、部件和区域的各个元件，以便更好的说明或更好的理解。

图1示出了用于光感测的调制函数的示例，

图2示出了用于光感测的调制函数的另一示例，

图3示出了用于光感测的调制函数的另一示例，

图4示出了用于光感测的方法的实施例，

图5示出了用于光感测的光传感器装置的实施例，以及

图6示出了示例集成方案。

图1示出了用于光感测的调制函数的示例的实施例。上图示出了随时间t变化的同步信号SYNC，而下图示出了随时间t变化的调制信号MS。

同步信号SYNC包括同步脉冲P1、P2，该同步脉冲能够在每个扫描线和视频帧的末端处被添加到视频信号，以确保能够在显示器上重构图像。在两个连续的同步脉冲之间，显示器显示图像或帧FR。刷新率定义了连续图像即帧出现在显示器上的频率或速率。例如，现代显示器的刷新率的范围为50Hz至60Hz。刷新率转换为帧的周期或持续时间。例如，在刷新率为60Hz的情况下，帧的持续时间等于16.66ms。刷新率可以包括向显示器重复绘制相同的帧。同步信号SYNC可以实现例如显示器的垂直同步VSYNC或水平同步HSYNC。同步信号SYNC和同步脉冲P1、P2通常由显示器驱动器提供。

下图中示出的调制信号包括一些子帧。调制信号可以是脉冲的，在某种意义上它包括连续的高电平和低电平。子帧由调制信号的连续的高电平HIGH、低电平LOW限定。在该实施例中，调制信号与同步信号SYNC同步。例如，第一子帧与第一同步脉冲P1同步，而最后子帧与第二同步脉冲P2同步。调制信号例如是脉冲宽度调制PWM信号。调制信号可以由诸如显示器驱动器的背光灯LED电源电路的电子设备的电源电路或由有机发光二极管OLED显示器的显示器驱动器提供。进而，根据调制信号是处于高电平还是处于低电平来打开或关闭显示器。

为了控制显示器亮度，在显示器中使用了几个基本的调制概念。术语“显示器亮度”是指由显示器或显示区域向特定方向发射的光量。术语“照度”是沿给定方向传播的光的每单位面积的发光强度的光度测量，并且因此与亮度有关。其描述了从特定区域发射或反射的、并且落在给定的立体角内的光量。照度和亮度是能够通过调制信号MS而被控制在一定范围内的参数。调制信号不仅随时间t而变化，而且能够使用调制参数对其进行参数表示。下图示出了两个基本的调制概念，所述两个基本的调制概念使用相应的调制参数来更改显示器的幅度A(例如供电电流)和/或占空比。如果执行调制的频率超过50Hz，则人眼无法识别该调制。这两个不同的概念将在图2和图3中进一步详细讨论。

图2示出了用于光感测的调制函数的示例的实施例。上图与图1中的上图相同。然而，中间图和下图示出了调制信号的增量调制的示例。在该示例中，调制信号是PWM信号，并且调制参数是显示器的占空比。占空比能够被看作是一个子帧的一部分，在该部分中调制信号处于高电平。占空比通常被表示成百分比或比率。周期是信号完成一个子帧即相应的高电平和低电平所需要的时间。占空比可以被表示为

其中D是占空比，PW是给定子帧的脉冲宽度或有效脉冲时间，并且T₀是所述子帧的总周期。

该图示出了具有四个子帧的示例帧。第一子帧SFR1具有90％的占空比。例如，随后第二子帧SFR2的占空比被改变为100％，并且第三子帧SFR3和第四子帧SFR4的占空比返回至90％。占空比的变化改变显示器亮度，因此能够通过光传感器来进行检测。这将在图4中更详细地说明。

该图示出了具有四个子帧SFR1至SFR4的另一示例帧。将Ton作为表示子帧在帧FR期间的平均有效脉冲时间。在帧FR期间的显示器亮度BR能够被定义为BR＝Ton/FR。此外，令T指示显示器关闭的时间(它可能随子帧而变化)。在该示例中，第一子帧SFR1的脉冲宽度或有效脉冲时间为Ton-T/2，第二子帧SFR2的脉冲宽度为Ton+T/2，第三子帧SFR3的脉冲宽度为Ton-T/2，并且第四子帧SFR4的脉冲宽度为Ton+T/2。子帧的显示器关闭时间T能够被看作是调制信号MS的调制指数或调制参数。在一个帧率FR上，显示器亮度的水平可以与抵消的关闭时间的调制的水平相同：2·(+T/2)+2·(-T/2)＝0。

图3示出了用于光感测的调制函数的示例的实施例。上图与图1中的上图相同。然而，中间图示出了幅度调制的示例。在该示例中，调制信号MS是PWM信号，并且调制参数是显示器的供电电流。该图再次示出了具有四个子帧的示例帧。第一子帧SFR1具有由第一电流限定的第一幅度。第二子帧SFR2具有由第二电流限定的第二幅度。在此示例中，第二幅度的值低于第一幅度的值。例如，伴随着第三子帧SFR3和第四子帧SFR4幅度返回至第一幅度的值。幅度的变化也改变了显示器亮度，因此能够通过光传感器装置来检测。这将在图4中更详细地说明。

下图示出了具有四个子帧SFR1至SFR4的另一示例帧。将幅度Aon作为表示连续子帧SFR1至SFR4在帧FR期间的平均幅度。幅度Aon对应于显示器的平均供电电流。此外，令A指示幅度调制，该幅度调制可以随子帧而变化。在该示例中，第一子帧SFR1的幅度为Aon+A/2，第二子帧SFR2的幅度为Aon-A/2，第三子帧SFR3的幅度为Aon+A/2，并且第四子帧SFR4的幅度为Aon+A/2。子帧的幅度调制A能够被看作是调制信号MS的调制指数或调制参数。在一个帧率FR上，显示器亮度的水平可以与在显示器的平均幅度或平均供电电流附近发生的调制的水平相同。

在另一个实施例(未示出)中，时间上连续的子帧被调制。高电平或低电平的持续时间或脉冲宽度能够被作为调制参数来改变。这种变化也会改变显示器亮度，因此能够通过光传感器装置来检测。通常，以上讨论的调制概念的任何组合都能够出现在用于光感测的调制函数的实施例中。

图4示出了用于光感测的方法的实施例。两个上图与图2描绘的那些图相同。此外，该图示出了描绘随时间变化的环境光水平AL的另一个图。

能够在电子设备1的硬件和/或软件中实现用于光感测的方法。电子设备1包括诸如平板显示器的显示器11，所述显示器包括液晶显示器(LCD)、具有发光二极管(LED)背光照明的液晶显示器、等离子面板、电致发光面板或基于有机发光二极管(OLED)的显示器。显示器可以与背光灯一起使用或者可以自行发光。此外，光传感器装置12被安装在显示器11的后面。光传感器装置被定位成最终接收通过显示器的入射光。

显示器11根据调制信号MS反复地打开和关闭，例如，调制信号的每个高电平使显示器打开，而调制信号的每个低电平使显示器关闭。开关状态限定以上所讨论的子帧。实际上，子帧SFR由显示器11的打开状态ON和随后的关闭状态OFF限定。术语“显示器”包括有源显示器和无源显示器两者，即，自身发光的显示器和采用诸如背光照明的附加装置的显示器。因此，术语“显示器打开”和“显示器关闭”对应于显示器不主动发光或诸如背光照明的附加装置不照射无源显示器。通常，在要显示的帧或图像的参考框架内反复打开和关闭显示器。帧与同步信号SYNC即同步脉冲P1、P2同步。因此，显示器的开关和调制信号通常也与同步信号SYNC同步。

由于显示器开关取决于调制信号MS，因此能够根据以上参照图1至图3所讨论的一个或更多个概念来对调制信号进行调制。能够设置相应的调制参数MP以改变调制信号。基本上，由调制参数MP限定的调制对调制信号MS进行调制，从而将显示器亮度设置为已知水平。

下面，考虑两个连续子帧SFR1、SFR2。假设环境光在帧期间是恒定的，例如是DC光源。调制信号被表示为具有占空比D和幅度A的PWM信号。能够例如针对LED或OLED显示器像素通过调节显示器的供电电流来调制幅度。幅度参数AP限定所施加的电流并且可以将值保持在0至1或0％至100％。幅度参数AP表征显示器的亮度水平，例如0或0％指示显示器已完全关闭，而1或100％指示显示器已打开至最大亮度或限定的亮度DL。占空比参数DP取决于为相应子帧设置的占空比。占空比参数DP被定义为1-D，其中D是占空比。在图2讨论的示例中，占空比被设置为90％并且相应的占空比参数DP为0.1。能够使用幅度参数AP和/或占空比参数DP来调制显示器亮度。作为更一般的术语，以下讨论中，将调制指数MI看作调制参数。调制指数MI表征显示器的亮度水平，例如，0或0％指示显示器亮度未被调制，1或100％表示显示器亮度被调制为100％。

在第一子帧SFR1中，显示器亮度被设置为第一水平DL1。第一水平DL1由第一调制指数MI1限定，该第一调制指数取决于第一幅度参数AP1和/或第一占空比参数DP1。在第二子帧SFR2中，显示器亮度被设置为第二水平DL2。第二水平DL2由第二调制指数MI2限定，该第二调制指数取决于第二幅度参数AP2和/或第二占空比参数DP2。第一子帧SFR1和第二子帧SFR2两者都被假设为示出环境光的贡献，并且因此取决于假设对于整个帧而言恒定的环境光水平AL。

底部的图示出了由光传感器装置生成的随时间t变化的帧计数FC。在第一子帧SFR1期间，光传感器装置12对入射光进行积分。当光传感器装置位于显示器后面时，其收集来自显示器和环境光源的光。因此，光传感器装置产生第一帧计数FC1。在第二子帧SFR2期间，光传感器装置12再次对入射光进行积分并生成第二帧计数FC2。第一帧计数和第二帧计数分别指示第一子帧和第二子帧期间的入射光。光传感器装置在积分时间内对光进行积分。通常，积分时间可以相对于对应的子帧或同步信号SYNC同步。此外，光传感器装置可以在整个子帧或可以仅在子帧的限定部分期间对光进行积分。可以通过光传感器装置的控制单元来控制积分，例如设置和同步积分时间。

通常，第一帧计数FC1和第二帧计数FC2能够被如下表示：

FC1＝AL+DL1

FC2＝AL+DL2。

显示水平DL1、DL2由显示器的设计和配置中已知的参数限定(参见上面的讨论)。此外，测量了第一帧计数FC1和第二帧计数FC2并且因此其是已知的。因此，能够从等式推导出环境光水平AL。

在上面介绍的示例中，等式能够被如下表示：

FC1＝AL+DL1＝AL+DL·(1±MI1/2)·B

其中DL表示最大亮度或限定的亮度，DL1和DL2表示第一显示水平和第二显示水平，MI1和MI2表示第一调制指数和第二调制指数，并且B表示平均显示器亮度(例如，B＝0.3表示最大为30％)。如果两个子帧SFR1、SFR2都具有相同的调制指数MI1＝MI2，则能够进一步简化上面的等式：

FC1＝AL+DL·(1-MI1/2)·B

FC2＝AL+DL·(1+MI1/2)·B。

通过从第二子帧SFR2中减去第一子帧SFR1，以及通过包括加权占空比参数和显示水平，最大亮度或限定的亮度能够被提取为：

最后，能够从上面的FC1或FC2的任何等式推导出环境光水平AL

AL＝FC2-DL·B。

例如，显示器生成DL＝1000个计数。环境光生成AL＝1700个计数。假设将亮度调节为B＝0.3，并将调制指数设置为MI1＝MI2＝0.1。然后，子帧的积分给出以下计数值FC1、FC2：

FC1＝AL+1000·(1-0.1/2)·0.3＝1985个计数

FC2＝AL+1000·(1+0.1/2)·0.3＝2015个计数。

显示水平DL能够被表示为：

个计数。

此外，根据FC1或FC2的等式，上面的数值确定了环境光水平，并得出AL＝1700个计数。

图5示出了用于光感测的光传感器装置的实施例。示例实施例示出了具有上面讨论的显示器和光传感器装置的电子设备。电子设备具有表面13，并且显示器11被布置在该表面上。显示器11包括像素面板14、背光灯面板15和反射器16。光传感器装置12被布置在显示器11的后面(相对于主发射方向)。

在显示器的运行期间，几个光源可以有助于由光传感器装置生成的测量为帧计数的传感器信号。如附图中的箭头所示，由显示器发射的发射光EL的一部分可以被反射回光传感器装置。发射的光可以部分地源自面板14中所布置的像素和/或源自用于背光照明显示器的LED。此外，来自不同光源的环境光可能会撞击显示器11并且朝向光传感器装置12行进，这将对传感器信号产生贡献。

图5中描绘的电子设备示出了一种可能的实施例。在不限制所提出的概念的范围的情况下，其他类型的显示器和装置也是可能的。例如，诸如OLED显示器之类的有源显示器可以不具有背光灯面板15，有源显示器各自的像素发光因而不需要额外的背光灯。

图6是示例积分方案。在某些应用中，采用比子帧的完整持续时间更短的积分时间可能就足够了。描绘了单个帧FR的四个连续的子帧SFR1至SFR4。由于显示器中相邻像素的影响，两个连续子帧之间从高状态到低状态的转换处可以显示出斜率SL。例如，积分时间可以集中在显示器的打开状态与随后的关闭状态之间的转换处，例如，调制信号中高电平与低电平之间的相应转换处。因此，例如通过缩放在更短的积分时间内积分的各个帧计数，更短的积分时间可以揭示相同的信息内容。积分时间能够与子帧的长度相同或更短。此外，可以在多于单个帧FR上求平均值。

附图标记

11 显示器

12 光传感器装置

13 表面

14 像素

15 背光灯面板

16 反射器

FC 帧计数

FC1 帧计数

FC2 帧计数

FC3 帧计数

FC4 帧计数

FR 帧

HIGH 高电平

LOW 低电平

MS 调制信号

ON 显示器打开状态

OFF 显示器关闭状态

P1 同步脉冲

P2 同步脉冲

PW 脉冲宽度或有效脉冲激活时间

PWM 脉冲宽度调制信号

SFR 子帧

SFR1 子帧

SFR2 子帧

SFR3 子帧

SFR4 子帧

SFR5 子帧

SL 斜率

SYNC 同步信号

t 时间

T 子帧的总周期。

Claims (20)

1.一种用于感测入射到电子设备(1)上的光的方法，所述电子设备(1)包括显示器(11)和安装在所述显示器(11)后面以接收穿过所述显示器的入射光的光传感器装置(12)，所述方法包括以下步骤：

-根据调制信号(MS)反复打开和关闭所述显示器(11)，其中，子帧(SFR)由所述显示器(11)的打开状态(ON)和后续的关闭状态(OFF)限定，并且所述调制信号(MS)取决于至少一个调制参数(MP)，

-在第一子帧(SFR1)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第一值(MP1)，将显示器亮度设置为第一水平(DL1)，

-通过在所述第一子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来确定第一帧计数(FC1)，

-在第二子帧(SFR2)中，根据所述至少一个调制参数(MP)的第二值(MP2)，将所述显示器亮度设置为第二水平(DL2)，

-通过在所述第二子帧(FC1)期间借助于所述光传感器装置(12)对所述入射光进行积分来生成第二帧计数(FC2)，以及

-根据所述第一帧计数(FC1)和所述第二帧计数(FC2)来确定环境光水平(AL)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中

-第一积分时间对应于所述第一子帧(SFR1)的持续时间，使得所述第一帧计数(FC1)指示在所述第一积分时间期间积分的入射光，并且

-第二积分时间对应于所述第二子帧(SFR2)的持续时间，使得所述第二帧计数(FC2)指示在所述第二积分时间期间积分的入射光。

3.根据权利要求2所述的方法，其中

-所述第一积分时间对应于所述第一子帧(SFR1)的持续时间的一部分，和/或

-所述第二积分时间对应于所述第二子帧(SFR2)的持续时间的一部分。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述第一积分时间和所述第二积分时间的值相同。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中

-提供同步信号(SYNC)，并且所述同步信号包括同步脉冲(P1、P2)，其中，两个连续的同步脉冲(P1、P2)限定了所述显示器的帧(FR)，

-帧(FR)至少包括所述第一子帧(SFC1)和所述第二子帧(SFR2)，并且

-一系列子帧(SFR1、SFR2)与所述同步信号(SYNC)同步。

6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其中

-所述调制信号(MS)包括具有连续的高电平和低电平的一系列脉冲，并且

-子帧(SFR)与所述调制信号(MS)的脉冲和/或所述同步信号(SYNC)同步。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述调制信号(MS)是脉冲宽度调制PWM信号。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述调制信号(MS)的脉冲各自具有幅度(A)，并且所述幅度(A)是借助于作为调制参数的幅度参数(AP)设置的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，借助于所述幅度参数(AP)来设置所述显示器和/或所述显示器的像素的供电电流。

10.根据权利要求7至9之一所述的方法，其中，所述调制信号(MS)的脉冲被调制，每个脉冲具有占空比，并且每个占空比是借助于作为调制参数的占空比参数(DP)来设置的。

11.根据权利要求1至10之一所述的方法，其中，借助于作为调制参数的定时参数来调制所述调制信号(MS)的脉冲，其中，根据所述调制参数改变子帧的持续时间。

12.根据权利要求1至11之一所述的方法，其中，所述光传感器装置(12)包括光传感器，并且所述环境光水平(AL)被用于调节所述显示器亮度。

13.根据权利要求1至12之一所述的方法，其中，所述光传感器装置(12)包括彩色光传感器，并且所述环境光水平(AL)被用于调节显示器颜色，特别是所述显示器(11)的色温值。

14.根据权利要求1至13之一所述的方法，其中

-两个连续的子帧(SFR1、SFR2)被用作第一子帧和第二子帧以确定所述环境光水平(AL)，或

-多个第一子帧(SFR1)和多个第二子帧(SFR2)被用于确定所述环境光水平(AL)，其中，所述子帧来自同一帧(FR)或来自不同的帧。

15.根据权利要求1至14之一所述的方法，其中

-针对感兴趣区域设置所述第一水平和/或第二水平(DL1、DL2)的显示器亮度，并且所述光传感器装置(12)对来自所述感兴趣区域的入射光进行局部地积分，或者

-针对整个显示器(11)设置所述第一水平和/或第二水平(DL1、DL2)的显示器亮度，并且所述光传感器装置(12)针对整个显示器(11)对入射光进行全局地积分。

16.根据权利要求1至15之一所述的方法，其中，在一个帧率上的所述显示器亮度BR具有相同的水平，其中，Ton表示在帧率为FR的帧期间的子帧的平均有效脉冲时间，使得BR＝Ton/FR。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在一个帧率FR上，所述显示器亮度BR具有相同的水平，其中，所述调制信号(MS)被调制以使得所述帧的关闭时间抵消。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，在一个帧率FR上，所述显示器亮度BR具有相同的水平，其中，所述调制信号(MS)被调制以使得所述幅度(A)被设置在平均幅度附近。

19.根据权利要求1至18之一所述的方法，其中，对于至少两个子帧(SFR1、SFR2)，表示为FC1的第一帧计数(FC1)和表示为FC2的第二帧计数(FC2)表示如下：

FC1＝AL+DL1＝AL+DL·(1±MI1/2)·B

其中，DL表示最大亮度或限定的亮度，DL1和DL2表示第一显示水平和第二显示水平(DL1、DL2)，MI1和MI2表示第一调制指数和第二调制指数，并且B表示平均显示器亮度。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少两个子帧(SFR1、SFR2)具有相同的调制指数以使得MI1＝MI2，从而所述显示水平被确定为：

并且所述环境光水平AL被确定为：

AL＝FC2-DL·B。

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