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Low Power Display Optimierung

LCD Displays
LCD Displays (Bild: Digi-Key Electronics)

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Flüssigkristallanzeigen oder LCDs finden sich überall in Anwendungen wie Thermostaten, medizinischen Handheld-Terminals, Automobil-Clustern, Tabletts und Notebooks. Bei diesen Anwendungen müssen die Konstrukteure herausfinden, wie sie das Display so gut wie möglich ohne Anstrengung der Augen ablesbar machen und dabei möglichst wenig Strom verbrauchen können.

Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, kann die Displayhelligkeit ermittelt werden, indem zunächst die Umgebungshelligkeit mit einem Umgebungslichtsensor (ALS) erfasst wird. Ohne optische Filterung würde diese Messung sowohl sichtbares Licht als auch Ultraviolett (UV) und Infrarot (IR) umfassen. Die UV- und IR-Signale führen dazu, dass das sichtbare Umgebungslicht heller erscheint. Dies bewirkt, dass die Hintergrundbeleuchtung des Displays die photopische oder menschliche Reaktion auf das Display unter Umgebungslichtbedingungen beeinträchtigt.

Das Ziel eines ALS ist es also, die IR- und UV-Komponenten aus dem Ausgang des Sensors zu entfernen und eine spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges darzustellen, während die gesamte LCD-Leuchtdichte auf einem angenehmen Niveau gehalten wird.


Mit den Vorteilen von roten, grünen, blauen (RGB) und klaren optischen Filtern, bei denen das klare Filter ungefiltertes Licht in die Fotodiode lässt, erfasst das ALS-Gerät vier Lichtspektren mit vier separaten Fotodioden. Unter Verwendung der vier gefilterten Photodiodensignale erzeugt der ALS eine digitale Ausgabe der drei Primärfarben (RGB), eine vierte für die Umgebungsreaktion und eine fünfte für die Sperrung von Infrarotlicht (IRCUT).

Der Rohm Semiconductor BH1745NUC-E2 ist ein digitaler 16-Bit-Farbsensor-IC mit seriellem Ausgang, der die LCD-Hintergrundbeleuchtung eines Fernsehers, Mobiltelefons oder Tablet-PCs anpasst.

Der BH1745NUC-E2 erkennt das UV- und IR-Licht durch einen klaren Filter und verwendet einen IRCUT-Filter vor dem Rot, Grün und Blau.

Der ams ALS Farblicht-Digital-Wandler.
Der ams ALS Farblicht-Digital-Wandler. (Bild: Digi-Key Electronics)

Die Zielanwendungen für den ams TCS34727FN Farblicht-Digital-Wandler mit IR-Filter sind Fernseher, Mobiltelefone, Tabletts, Computer und Monitore. Die aktuelle TCS34727FN ALS-Strategie verwendet eine andere Konfiguration der fünf optischen Filter.

Zielanwendungen für den Texas Instruments OPT3001DNPT ALS sind Display-Hintergrundbeleuchtung, Lichtsteuersysteme sowie Tablet- und Notebook-Computer. Dieses Bauteil misst die Intensität des sichtbaren Lichts mit einer spektralen Sensorempfindlichkeit, die dem menschlichen Auge eng angepasst ist.

ALS können verwendet werden, um die Intensität des sichtbaren Lichts zu messen und dem Benutzer eine lesbare LCD-Anzeige mit minimalem Stromverbrauch zu bieten. Das Ziel eines jeden Herstellers ist es, die spektrale Empfindlichkeit dieser Sensoren eng an die der menschlichen Augen anzupassen, einschließlich einer signifikanten Infrarotunterdrückung, wobei die niedrigste Leistungsaufnahme unabhängig von der Lichtquelle oder Anwendung beibehalten wird.

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