Touch-Displays
Farbsensorik verbessert das Look & Feel intelligenter Produkte
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Auswirkung von Farbfiltern
Zur Erfassung des Umgebungslichts und der Auswirkung von Farbfiltern wie getöntem Glas, wird der Sensor unterhalb der Glasoberfläche platziert. Dies sorgt für eine genaue Farbreferenz der Lichtverhältnisse, die das Display beeinflussen. Der Display-Treiber kann dann die RGB-Balance der aktiven Pixel ändern, um den Filtereffekt und die Umgebungslichtbedingungen zu kompensieren, zum Beispiel wenn die rote Farbkomponente zu stark vertreten ist (Bild 1).
Um Flimmern zu verhindern, filtern die im Sensor integrierten A/D-Wandler die Effekte von mit 50 oder 60 Hz betriebenen künstlichen Lichtquellen oder Kamerablitzen heraus. Die abgetasteten Daten können über eine serielle Schnittstelle wie I²C an den Controller des Display-Treibers übertragen werden.
Wird ein Sensor so montiert, dass er Licht vom Display selbst empfangen kann, kann das System auf Änderungen der gesamten Pixeldarstellung reagieren. So kann ein Vergleich des empfangenen Lichts bei einem bestimmten Bild mit den Kalibrierungswerten ab Werk verglichen werden. Die Firmware kann daraus die R-, G- oder B-Komponenten verstärken oder abschwächen, um eine konstante Farbwiedergabe über die gesamte Lebensdauer des Produkts hinweg zu garantieren. Das trifft vor allem auf OLED-Panels zu, bei denen Alterungseffekte in Abhängigkeit von der Zeit auftreten.
Farbdrucker benötigen ebenfalls einen genauen Sensor, damit während der Kalibrierung und des Druckens die richtige Menge an Tinte auf das Papier gebracht wird. Dies ist vor allem beim Drucken von Farbfotos entscheidend.
Da das physikalische Design bei vielen dieser Anwendungen von hoher Bedeutung ist, muss ein effizienter RGB-Umgebungslichtsensor sehr kompakt sein. Hat ein solcher Baustein eine Kantenlänge von höchstens 2 mm, kann er in der Nähe des Kamerasensors montiert werden, oder er befindet sich unauffällig im Glasrahmen, ohne dabei die aktive Displayfläche zu stören.
Der Sensor muss an verschiedenen Orten montierbar sein, zum Beispiel hinter speziell getöntem Glas für Infrarot-Fernbedienungen oder für Näherungssensoren in Mobilgeräten. Im Gegensatz zu Standard-Glas erlaubt das hierfür verwendete Material eine wesentlich effizientere IR-Übertragung. IR-Filter oder eine Kompensation sind erforderlich, um zu verhindern, dass starke IR-Signale die Messung des sichtbaren Lichts beeinträchtigen.
Einen IR-Filter über dem RGB-Sensor zu platzieren, erhöht die Kosten und die Komplexität. Alternativ können neben Fotodioden für sichtbares Licht auch IR-Sensoren integriert werden. Damit kann die Elektronik die Kompensation digital ausführen. Gegenüber einem IR-Filter hat ein IR-Sensor den Vorteil, dass mehr Intelligenz in die Lichtdetektion integriert werden kann. Verschiedene sichtbare Lichtquellen erzeugen auch verschiedene IR-Anteile. So erzeugen Glühlampen eine große Menge an IR-Licht, wohingegen Leuchtstoffröhren wesentlich weniger IR-Anteile ausstrahlen. Bei der Auswertung der Sensordaten kann die Bildausgleichssoftware die verschiedenen Lichtverhältnisse berücksichtigen.
- Farbsensorik verbessert das Look & Feel intelligenter Produkte
- Auswirkung von Farbfiltern
- Welche Eigenschaften benötigt ein RGB-Fotodioden-Array?
- Der ISL29125 als Anwendungslösung
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