環(huán)境光傳感器主要由光敏元件組成。目前光敏元件發(fā)展迅速、品種繁多、應用廣泛。市場出售的有光敏電阻、光敏二極管、光電三極管、硅光電池等。環(huán)境光傳感器可以感知周圍光線情況，并告知處理芯片自動調節(jié)顯示器背光亮度，降低產(chǎn)品的功耗。例如，在手機、筆記本，GPS等移動等手持設備應用中，顯示器消耗的電量高達電池總電量的30%，采用環(huán)境光傳感器可以最大限度地延長電池的工作時間。另一方面，環(huán)境光傳感器有助于顯示器提供柔和的畫面。當環(huán)境亮度較高時，使用環(huán)境光傳感器的液晶顯示器會自動調成高亮度。當外界環(huán)境較暗時，顯示器就會調成低亮度。環(huán)境光傳感器需要在在芯片上貼一個紅外截止膜，甚至直接在硅片上鍍制圖形化的紅外截止膜。

二、光傳感器的電氣特性

  環(huán)境光傳感器具有暗電流小，低照度響應，靈敏度高，電流隨光照度增強呈線性變化；內置雙敏感元，自動衰減近紅外，光譜響應接近人眼函數(shù)曲線（如圖，黑：人眼響應曲線，藍：光敏電阻響應曲線，綠：環(huán)境光響應曲線）；在選擇適當?shù)墓鈧鞲衅鲿r的另一個考慮因素是選擇一個帶有理想光譜響應的傳感器。普通PIN光敏二極管或光敏電阻(無源或者有源)本身具有非常寬的光譜響應范圍，包括IR射線乃至UV射線。從理論上來說，用戶需要選擇一個僅能感應可見光(380~770nm)并削弱無用的IR、UV信號的光傳感器，有些傳感器中還內置微信號CMOS放大器、高精度電壓源和修正電路，輸出電流大，工作電壓范圍寬，溫度穩(wěn)定性好；可選光學納米材料封裝，可見光透過，紫外線截止、近紅外相對衰減，增強了光學濾波效果；符合歐盟RoHS指令，無鉛、無鎘，目前市面上的光敏電阻達不到以上標準。

三、 選擇光傳感器的考慮因素

  通常有幾種方法能夠對光進行檢測，例如通過使用光電晶體管、光敏電阻或光敏二極管來實現(xiàn)，但對于當今應用的總的光感要求而言，基于IC的單片光電二極管是最好的選擇之一。光電二極管是用于探測光并生成電流的半導體，它基于單晶硅片構造而成，與用于生產(chǎn)集成電路的晶體硅片類似。一個典型的傳感器應用框架圖包括一個光電二極管、一個電流放大器和一個無源低通濾波器，以檢測并處理光輸入引起的輸出電壓信號。能夠將所有這些器件集成并采用小型封裝對于終端用戶而言是非常有益的，而且這恰恰就是當前的市場需求。

為應用選擇適當光傳感器時的另一個重要方面，是要理解對于應用而言，哪項重要規(guī)格是最為關鍵的，最需要關注哪一項。一般來說，在選擇一個光傳感器時，需要著重考慮的因素如下：

   （1）光譜響應/IR抑制：環(huán)境光傳感器應該僅對400nm至700nm的范圍有感應。

   （2）Lux的最大范圍：直射陽光可以多達130,000Lux，但是大多數(shù)應用要求最大范圍為僅為10,000Lux。

   （3）低Lux光敏度：根據(jù)光傳感器位于頂端的鏡片的類別，光衰減可以為25-50%。如果低光敏度非常關鍵(<5Lux)，必須注意選擇可以在這個范圍內工作的光傳感器。

集成的信號調節(jié)(即放大器和ADC)：一些傳感器可能提供非常小的封裝，但是卻需要一個外部放大器或無源元件來獲取所需的輸出信號。具有更高集成性的光傳感器省去了對于外部元件(ADC、放大器、電阻器、電容器等)的需求。

   （4）功耗：對于要承受高Lux級(>10,000Lux)的光傳感器來說，最好采用一個非線性光到模擬輸出光傳感器，或一個光到數(shù)字輸出的光傳感器。接下來還將對此進行詳細說明。

   （5）封裝大?。簩τ诖蠖鄶?shù)應用來說，封裝都是越小越好。一旦確定了上述重要規(guī)格，需要考慮的下一個問題就是哪類輸出信號最有助于目標應用。對于大多數(shù)光傳感器，最常見的輸出為線性輸出電流。雖然這適用于一些應用，但現(xiàn)在有更多的可選項，其中包括線性電壓輸出、數(shù)字輸出(通過I2C接口)或者非線性電流或電壓輸出。每種都具有它們的優(yōu)勢，如下圖所列。

   （6）線性模擬輸出—電流或電壓輸出：更常見的感應器輸出，快速響應時間(數(shù)字輸出受限于積分時間)，在控制器中集成ADC轉換器，電壓輸出省去了對于外加電阻(將電流轉換為電壓)的需要并提供一個低阻抗輸出。電流輸出需要在輸出添加無源元件來將電流轉換為電壓、設置傳感器的增益范圍并根據(jù)需要增加低通或高通濾波器。

   （7）非線性模擬輸出——電流或電壓輸出：允許極弱光敏感度和最大動態(tài)范圍(高達100 ,000Lux)，感測光與人類察覺光的方式更加類似(非線性與線性)，電壓或電流非線性輸出的選擇，電壓輸出為低阻抗而電流輸出為高阻抗。

   （8）數(shù)字輸出：輸出可以直接與控制器相連接(無需ADC)，數(shù)字輸出本身比模擬輸出更具有噪聲免疫性，允許傳感器具有更多的數(shù)字功能(即更加智能的光傳感器)，更易于在通用I²C總線上的網(wǎng)絡工作，更易于允許將多個光傳感器置于同一個I²C總線上(地址選擇引腳)，恒定功耗(模擬輸出電路損耗與入射光密度成正比)。并且對不同光源的光線響應比較相近，不會因不同光線而造成響應出現(xiàn)差異化，如下圖所示（黑色為熒光燈響應曲線，紅色為白熾燈響應曲線），可以看出環(huán)境光傳感相對其它的光敏器件具有很好的光譜響應。

3.2工作流程圖 

   讓我們看一看環(huán)境光傳感器是如何在一個自動的白光LED背光控制電路中工作的，在手機背光應用中通常可以看到控制流程。如下圖