智能显示屏：汽车信息娱乐系统中的亮度传感器

为确保不同照明条件和环境亮度下的可读性，显示屏中集成了亮度传感器以实时调整背光。为此，Vishay 推出符合 AEC-Q100 标准，专为汽车环境亮度测量而设计的数字环境光传感器 (ALS)。

调整显示亮度对于实现显示内容最佳对比度和良好可读性十分重要。在信息娱乐系统中，ALS 测量车内环境亮度。基于测量值，根据环境亮度自动控制显示屏背光，确保最佳可读性并提高舒适度。从夏日的强烈阳光到夜间驾驶时的昏暗光线，由于环境照明变化很大，ALS 必须具有很宽的动态范围调整能力，能够根据驾驶环境合理调节显示亮度。

图 1. Vishay ALS / RGB 传感器与人眼典型光谱特性对比

由于许多光源还包含不可见红外光谱的波长，环境光传感器会增设一个额外的红外通道。该通道通常与 ALS 通道配合使用，以提升不同光源亮度的测量精度。

Vishay 数字 ALS 的另一个优点是灵活的测量参数配置。例如，VEML4031X00 可检测的亮度范围为 0.003 lx 至 172,000 lx，测量时间可设置为短至 3 ms，允许多次快速测量，从而加快显示响应。由于动态范围宽，传感器可用在透明和深色显示屏面板下面，减少入射光达 98 %。

由于测量范围宽且灵活，这些传感器广泛用于各种显示设备中，如信息娱乐屏、数字仪表板和智能后视镜。

为了实现根据环境光动态调节显示屏背光的亮度与色彩特性，Vishay 在 ALS 器件外还推出了车规级 RGB 传感器，如 VEML6046X00。利用滤光技术，将可见光谱分离为红、绿、蓝三个通道。这种通道分离为显示器颜色校正奠定了基础，适合用于传感器照明条件不断变化的应用。通过三个颜色通道，亮度和色调可以动态调整，与周围环境保持和谐统一。

这种能力在新兴市场的平视显示器 (HUD) 中尤为重要，平视显示器使用 RGB 值实现最大显示对比度。调整显示器颜色可确保驾驶信息始终清晰可见。RGB 传感器也用于数字仪表盘和信息娱乐系统，确保色彩感觉的一致性和准确性。

图 2. 不同色温下的色觉感受

图 2 显示三种照明条件下环境光颜色构成对显示效果的影响。三种情况下，驾驶员感觉到的入射光都是“白色”，但其光谱构成不同，导致感觉显示颜色发生变化。

从左至右，图 1 和图 2 为没有色温校正的显示效果。第一个图像表示暖白光照明的影响，如傍晚黄昏期间 (3000 K)，其中的红色成分主要为太阳光谱。第二个图像表示冷白光照明，如隧道中 LED 照明下，图像中蓝色成分为主色调。两种情况下，感觉的显示颜色会因照明条件而失真。

右侧 6000 K 示例表示颜色受控条件下的背光，显示色调根据环境照明的相对色温 (CCT) 相应调整。这样可以确保色觉的一致性和准确性，无论光谱如何，从而保持显示屏的理想可读性和驾驶员舒适性。

为了保证所有环境条件下都能达到理想性能，Vishay ALS 和 RGB 传感器集成温度补偿功能，确保温度变化时的测量精度。此外，FAM 封装设计减少显示电子设备内部常见的杂散光源的干扰。

随着显示和可视化系统日益融入现代车辆，对车载信息娱乐和驾驶辅助系统可读性的要求持续提升。因此，用于亮度检测和颜色校正的传感器在汽车行业中正发挥着越来越重要的作用。

Vishay 数字 ALS 和 RGB 传感器提供自适应亮度控制解决方案，提高驾驶安全性和用户舒适性。VEML6046X00 等新型 RGB 传感器能够实现精确的颜色匹配，支持下一代用户界面和显示器设计。

随着大屏幕显示器日益普及，对节省空间的传感器的需求也在上升。为了满足这一需求，Vishay推出了一系列产品组合，包括VEML6031X01、VEML6046X00和VEML4031X00。其中，VEML4031X00 凭借其 3.48 mm x 1.45 mm x 0.6 mm 的紧凑尺寸，尤为适合集成到超窄边框的显示器中。