KR20200096844A

KR20200096844A - 광 감지 방법

Info

Publication number: KR20200096844A
Application number: KR1020207020911A
Authority: KR
Inventors: 헬멋 실러; 조셉 크라이버네그
Original assignee: 에이엠에스 아게
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2020-08-13
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: CN111989551A; WO2019149575A1; EP3517906B1; US20200355550A1; CN111989551B; KR102540861B1; US11125611B2; EP3517906A1

Abstract

본 발명은 픽처 프레임 동작 디스플레이의 서브-프레임(501) 동안 광을 감지하는 광 감지 용 방법에 관한 것이다. 감지는 디스플레이의 동작의 듀티 사이클(DC)에 의존하여 결정되는 적응 관측 윈도우(c) 동안 수행된다. 관측 윈도우 동안 감지된 광(OWP) 및 서브-프레임 동안 감지된 광(ALLP)을 사용하는 계산은 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값을 산출한다.

Description

광 감지 방법

본 개시는 광 감지 방법에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 감광 소자에서 광을 수신하고 디스플레이를 동작시키는 것을 포함하는 광 감지 방법에 관한 것이다. 방법은 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값을 결정한다.

전자 장치들은 종종 디스플레이 스크린의 밝기(brightness)를 주변 광에 적응시킨다. 광 센서는 디스플레이된 정보의 밝기가 디스플레이를 판독하는 사람의 편의에 적응될 수 있도록 주변 광의 양을 나타내는 신호를 결정한다. 현재 디스플레이들, 특별히 휴대폰들 또는 스마트폰들에서의 디스플레이 스크린들은 거의 전면의 전체 표면을 커버함으로써 스크린 밝기의 조정을 제어하는 광 센서가 스크린 뒤에 위치되기를 원한다. 그러나, 이러한 경우, 센서는 주변 광 플러스 정보를 디스플레이하는 것에 의해 생성되는 광을 받는다.

현재 스마트폰들에서 사용되는 디스플레이들은 교대로 하나의 픽처 프레임에 의해 픽셀들을 조명한다. 하나의 픽처 프레임은 수 개의, 예를 들어, 4개의 서브-프레임들을 포함할 수 있다. 밝기는 서브-프레임 동안 픽셀들의 조명(illumination)의 듀티 사이클에 의해 제어된다. 낮은(low) 듀티 사이클은 스크린의 낮은 밝기를 생성하기 위해 픽셀의 짧은 온-타임 및 긴 오프-타임을 갖는다. 높은(high) 듀티 사이클은 높은 밝기를 생성하기 위해 픽셀의 긴 온-타임 및 짧은 오프-타임을 갖는다.

베젤-리스(bezel-less) 스마트폰들에서 디스플레이 스크린 뒤에 위치되는 전류 센서들은 디스플레이의 추가적으로 삽입된 오프-시간 동안 주변 광을 측정한다. 측정을 위해 이용가능한 시간이 상대적으로 짧기 때문에, 측정 프로세스는 충분히 안정적이지 않을 수 있고 과도 효과들(transient effects)을 받을 수 있다. 게다가, 전구들, 형광등들 또는 LED 등들로부터의 변조된 광과 같은 주변들로부터의 과도 효과들이 측정에 영향을 미칠 수 있다.

따라서, 광 센서가 디스플레이 뒤에 배치되는 상황에서 주변 광의 보다 신뢰가능한 측정에 대한 필요성이 존재한다.

본 개시의 목적은 정확한 디스플레이 스크린 뒤에 배치되는 광 센서에 유용한 광을 검출하기 위한 방법을 제공한다.

본 개시에 따르면, 위에 언급된 목적은 본 청구항 1항의 특징에 따른 방법에 의해 달성된다.

본 개시에 따른 방법은 광전 디바이스 또는 포토다이오드와 같은 감광 소자에서 광을 수신한다. 포토다이오드는 측정의 경우에 따라서, 측정될 수 있고 주변 광 및 디스플레이 광을 포함하는 수신되는 광을 나타내는 전류를 생성한다. 수신된 광의 양을 나타내는 전류의 측정은 수 개의 방식들로 수행될 수 있다. 하나의 가능성은 전하 감산(subtraction) 방법에 의해 전류를 결정하고 시간 당 밀도가 수신된 광의 양을 나타내는 펄스들의 스트림을 생성하는 시그마-델타 변조기의 사용이다.

디스플레이는 하나의 픽처 프레임(picture frame)이 다수의, 예를 들어, 4개의 서브-프레임들을 포함하는 다수의 프레임에 대해 프레임 단위로 동작할 수 있다. 서브-프레임에서, 정보는 듀티 사이클의 활성 기간(active period) 동안 디스플레이되며, 여기서 스크린의 픽셀들은 듀티 사이클의 비활성 기간(inactive period) 동안 오프-상태에 있다. 이들 효과들은 매우 빠르기 때문에, 인간의 눈은 정보의 표시(displaying)의 온/오프 변조를 인식하지 않는다. 따라서, 스크린의 밝기는 프레임 시스템의 서브-프레임에서 스크린의 픽셀들을 동작시키는 듀티 사이클에 의해 제어된다. 이러한 동작은 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호에 의해 제어된다.

본 개시에 따른 방법은 2개의 측정들을 필요로 한다. 첫째, 전부(whole) 또는 전체(full) 서브-프레임에 대한 광의 감지 및, 둘째, 관측 윈도우 동안 광의 감지. 수신되는 주변 광의 양을 나타내는 값은 두 측정들을 사용하여 계산함으로써 달성된다.

서브-프레임의 펄스 폭 변조 신호의 실제 듀티 사이클에 의존하는 적응 관측 윈도우(adaptive observation window)는 신뢰가능한 측정이 듀티 사이클의 상이한 동작 상태들에서 수행된다는 것을 보장한다. 적응 측정 윈도우의 결과로서, 주변 광의 감지 프로세스 및 계산은 소량의 시간 동안 디스플레이의 차단(shut-off)과 같은 디스플레이의 동작에 영향을 미칠 필요 없이 신뢰가능하다. 측정은 디스플레이의 동작을 방해하는 것 없이 디스플레이의 동작과 병행하여 그리고 동시에 수행될 수 있다. 방법은 센서가 디스플레이 스크린 뒤에 배치되는 것을 허용한다.

관측 윈도우는 서브-프레임에서 정보의 표시의 듀티 사이클에 의존한다. 서브-프레임에서 픽셀들의 조명의 듀티 사이클이 짧은 활성 온-타임 및 긴 비활성 오프-타임을 갖는 것을 의미하는, 디스플레이 스크린이 낮은 밝기로 동작될 때, 관측 윈도우(observation window)는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클의 활성 단계(active phase) 동안 적어도 활성이도록 설정된다. 더욱이, 관측 윈도우는 마진(margin)이 추가된다는 점에서 듀티 사이클의 활성 단계보다 약간 더 길다. 이러한 낮은 디스플레이 밝기 또는 낮은 듀티 사이클의 경우에서, 관측 윈도우는 듀티 사이클의 활성 단계 및 이에 추가되는 전이 단계(transitional phase)를 커버한다.

듀티 사이클이 긴 활성 온-타임 및 짧은 비활성 오프-타임을 갖는 것을 의미하는, 디스플레이 스크린이 높은 밝기에서 동작될 때, 관측 윈도우는 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클의 적어도 비활성 단계 동안에 활성이도록 설정된다. 더욱이, 마진은 또한 전이 단계를 커버하기 위해 추가된다. 그 결과, 서브-프레임에서 수신되는 광을 측정하는 측정 윈도우는 미리결정된 레이트(rate)보다 더 높은 듀티 사이클 및 미리결정된 레이트보다 더 낮은 듀티 사이들에 대해 상이하게 설정된다. 실제로, 관측 윈도우는 50%보다 더 낮고 50%보다 더 높은 듀티 사이클 레이트에 대해 상이하게 설정된다. 상이한 관측 윈도우들 사이에서 선택하는 다른 미리결정된 레이트들이 또한 가능하다.

일 실시예에서, 듀티 사이클 레이트에 따라 듀티 사이클의 활성 단계 또는 듀티 사이클의 비활성 단계에 추가되는 마진은 감지된 광 신호가 수신되는 더 높은 광의 양으로부터 더 낮은 광의 양으로의 전이 또는 수신되는 더 낮은 광의 양으로부터 더 높은 광의 양으로의 전이를 나타내는 전이 시간(transitional time)이다. 관측 윈도우를 달성하기 위해 선행 마진 및 후행 마진 둘 다를 추가하는 것이 유용하다. 이것은 또한 전이 단계들이 감지 프로세스에 의해 평가되는 것을 보장한다. 감지 시간은 더 길고 과도 효과는 감지 결과에 완전히 포함된다. 게다가, 양 측면들 상의 마진들은 생산에서 시스템을 센서 장착 위치 변화들에 대해 무감각하게 만든다.

일 실시예에서, 감지 프로세스는 단위 시간에 대한 시간적 밀도 또는 펄스들의 양이 감지된 광의 양을 나타내는 펄스들 "1"의 스트림을 생성하는 시그마-델타 아날로그-디지털 컨버터의 시그마-델타 변조를 포함한다. 예를 들어, 높은 펄스 밀도는 감지되는 다량의 광을 나타내고, 낮은 펄스 밀도는 감지되는 소량의 광을 나타낸다. 서브-프레임의 듀티 사이클이 더 낮은 레이트, 예를 들어, 50%보다 더 낮을 때, 관측 윈도우는 서브-프레임의 듀티 사이클의 활성 단계인, 펄스들의 밀도가 높은 시간, 및 또한 한편으로는 더 낮은 펄스 밀도로부터 더 높은 펄스 밀도로 그리고 다른 한편으로는 더 높은 펄스 밀도로부터 더 낮은 펄스 밀도로의 전이를 포함하는 선행 및 후행 전이 단계들을 포함한다. 서브-프레임의 듀티 사이클이 더 높은 레이트, 예를 들어, 50%보다 더 높이 있을 때, 관측 윈도우는 서브-프레임의 듀티 사이클의 비활성 단계인, 펄스들의 밀도가 낮은 시간, 및 또한 한편으로는 더 높은 펄스 밀도로부터 더 낮은 펄스 밀도로 그리고 다른 한편으로는 더 낮은 펄스 밀도로부터 더 높은 펄스 밀도로의 선행 및 후행 전이 단계들을 포함한다.

펄스들의 수는 관측 윈도우 동안 카운팅된다. 더욱이, 펄스들의 수는 서브-프레임의 전부 또는 전체 기간에 대해 카운팅된다. 계산에 의해, 디스플레이 광에 대한 값만 그리고 주변 광에 대한 값만 수치적으로 계산된다. 구체적으로, 포토다이오드와 같은 감광 소자에서 수신되는 광으로부터 수신되는 광의 양을 나타내는 펄스들의 스트림이 생성된다. 서브-프레임 동안 광의 감지는 서브-프레임 동안 펄스들의 제1 카운팅을 포함한다. 이러한 카운팅은 관측 윈도우 동안 그리고 관측 윈도우 외부에서 수행된다. 관측 윈도우 동안 광의 감지는 관측 윈도우 동안 펄스들의 다른, 제2 카운팅을 포함한다. 제1 및 제2 카운팅들로부터 획득된 카운팅 값들은 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값을 계산하기 위해 더 추가로 처리된다. 계산은 또한 관측 윈도우의 듀티 사이클의 값 및 디스플레이의 동작의 듀티 사이클의 값을 사용할 수 있으며, 후자는 스크린의 원하는 밝기 또는 정보의 표시를 달성하기 위해 사용된다. 후자의 듀티 사이클은 디스플레이를 동작시키는 펄스 폭 변조 신호에 의해 달성된다.

일 실시예에서, 시그마-델타 변조 프로세스는 포토다이오드로부터 수신되는 전류에 의해 충전되는 통합 커패시터(integrating capacitor)를 포함한다. 커패시터 상의 전압은 임계값과 비교된다. 임계값이 도달되거나 초과될 때, 펄스 "1"이 생성되고 커패시터에 충전되는 전하는 다른 커패시터로부터 공급되는 고정된 전하량에 의해 감소되고 통합 프로세스가 진행된다. 포토다이오드로부터의 전류가 높을수록, 이들 단계들은 더 빨리 발생하고 펄스들은 시간 유닛에서 더 밀집된다. 시그마-델타 변조기의 개념은 당업자에게 잘 알려져 있다. 적응 관측 윈도우에 관한 본 개시는 시그마-델타 변조기와 관련하여 유용하지만, 다른 통합 아날로그-디지털 변환 프로세스들의 사용이 또한 가능하다.

본 개시에 유용한 다른 아날로그-디지털 변환은 광전류에 의해 커패시터를 충전하는 것 및 커패시터 상의 전하 또는 전압을 기준 전하 또는 기준 전압과 비교하여 수신되는 광의 양을 나타내는 신호 또는 디지털 수를 생성하는 것을 포함할 수 있다.

시그마-델타 변조 개념으로 다시 돌아가면, 서브-프레임 동안 펄스들의 카운팅은 모든 펄스 카운팅된 ALLP에 대한 값을 야기한다. 이러한 카운팅은 관측 윈도우 동안 및 관측 윈도우 외부의 카운팅을 포함한다. 적응 관측 윈도우 동안 펄스들의 추가적인 카운팅은 다수의 펄스들 OWP를 야기한다. 관측 윈도우(observation window; OW)의 듀티 사이클은 관측 윈도우의 활성 길이를 관측 윈도우 신호의 활성 및 비활성 단계들의 합인 전체 기간으로 분할함으로써 계산될 수 있다. 듀티 사이클이 예를 들어, 50%의 미리 결정된 레이트보다 더 낮은 경우, 디스플레이 광 플러스 주변 광을 포함하는 디스플레이 듀티 사이클의 활성 단계 동안 수신되는 광의 양을 나타내는 값은 하기와 같다:

DLP = (OWP - ALLP * OW) / (1 - OW).

주변 광 ALP에 대한 값은 하기에 의해 계산될 수 있다

ALP = ALLP - (OWP - ALLP * OW) / (1 - OW) 또는

ALP = ALLP - DLP.

듀티 사이클이 예를 들어, 50%의 미리결정된 레이트보다 더 높은 경우, 계산은 더욱이 디스플레이의 펄스 폭 변조 신호 동작의 듀티 사이클의 값 DC를 필요로 함으로써 값 DLP는 다음과 같이 계산될 수 있다:

DLP = (ALLP * OW * DC - OWP * DC) /

(OW * DC + (1 - DC) - OW).

또한, 이 경우에서, 주변 광 ALP에 대한 값은 하기와 같다

ALP = ALLP - (ALLP * OW * DC - OWP * DC) /

(OW * DC + (1 - DC) - OW) 또는

ALP = ALLP - DLP.

관측 윈도우는 전구, 형광등 또는 LED등과 같은 조명 요소(lighting element)의 활성 단계의 범위에 있는 소량의 시간 동안 활성이기 때문에, 수 개의 연속 서브-프레임들에 대해 감지 및 카운팅 프로세스들을 수행하는 것이 유용하다. 이것은 메인 주파수에 기초하여 동작하는 조명 시스템들에 의해 야기되는 센서 출력 값들의 상호변조 결과들을 감소시킨다. 실제로, 메인 주파수에 의한 광 변조는 50 Hz 또는 60　Hz이다. 디스플레이 갱신 속도(rate)는 또한 하나의 픽처 프레임에 대해 60 Hz일 수 있으며, 이는 픽처 프레임 내부에 4개의 서브-프레임을 포함할 수 있다. 그것은 수 개의 픽처 프레임들 및 서브-프레임들에 대해, 예를 들어, 6개의 픽처 프레임의 시간의 길이에 대해 감지 및 카운팅을 수행하는 것이 유용하며, 이는 본 예에서 24개의 서브-프레임을 의미한다. 이는 센서에 의해 수신되는 50/60 Hz-변조된 광의 수신의 영향을 감소시키거나 실질적으로 평균화한다.

더욱이, 디스플레이 스크린 상에 디스플레이될 픽처 또는 디스플레이될 이미지 정보의 내용이 선행 픽처 프레임의 마지막 서브-프레임으로부터 후속 픽처 프레임의 제1 서브-프레임으로 변경될 수 있기 때문에, 픽처 프레임의 제1 서브-프레임에서 카운팅을 시작하지 않는 것이 유용하다. 디스플레이될 정보의 갱신으로부터의 전이 효과들(transitional effects)을 회피하기 위해, 픽처 프레임의 적어도 제2 또는 제3 또는 제4 서브-프레임에서 감지 및 카운팅 프로세스들을 시작하는 것이 유용하다. 감지가 24 서브-프레임에 대해 이루어질 때, 총 측정 기간(period)은 마지막, 예를 들어 제6 픽처 프레임의 제2, 제3 또는 제4 서브-프레임에서 종료될 것이다.

상술한 일반적인 설명 및 상술한 상세 설명 둘 다는 단지 예이고, 특허청구범위의 본질 및 특징을 이해하기 위해 개요(overview) 또는 구상(framework)을 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다. 첨부 도면들은 추가적인 이해를 제공하기 위해 포함되고 본 명세서에 통합되고 그 일부를 구성한다. 도면들은 하나 이상의 실시예들을 예시하고, 본 명세서와 함께 다양한 실시예들의 원리들 및 동작을 설명하는 역할을 한다. 도면들의 상이한 도형들에서의 동일한 요소들은 동일한 참조 기호들에 의해 표시된다.

도면들에서:
도 1은 시그마-델타 변조기로부터 수신되는 펄스 시퀀스의 샘플 부분을 도시하고;
도 2는 높은 듀티 사이클에 대한 펄스 시퀀스 및 적응 관측 윈도우를 도시하고;
도 3은 낮은 듀티 사이클에 대한 펄스 시퀀스 및 적응 관측 윈도우를 도시하고;
도 4는 낮은 듀티 사이클 상황에 대한 카운트 및 계산 값들을 도시하고;
도 5는 높은 듀티 사이클 상황에 대한 카운트 및 계산 값들을 도시하고;
도 6은 수 개의 픽처 프레임들을 확산시키는 신호 다이어그램을 도시한다.

본 개시는 이제 본 개시의 실시예들을 도시하는 첨부 도면을 참조한 후 본원에 더 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본 개시는 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고 본원에 진술되는 실시예들에 제한되는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 오히려, 이들 실시예들은 본 개시가 당업자에게 본 개시의 범위를 완전히 전달하도록 제공된다. 도면들은 반드시 축척에 따라 도시될 필요는 없지만 본 개시를 명료하게 예시하도록 구성된다.

일 실시예에서, 광 센서는 스마트폰의 디스플레이 후방 또는 아래에 배치된다. 광 센서는 스마트폰의 디스플레이 스크린의 밝기가 편리한 외관 및 가독성을 사용자에게 제공하기 위해 제어될 수 있도록 수 개의 단계들(stages)의 동작 동안 입사광의 레벨을 감지하고 그로부터 주변 광을 계산하는 역할을 한다. 광 센서는 포토다이오드와 같은 센서 내의 광전 소자 상에 입사하는 광의 양을 결정하는 회로를 포함한다. 본 실시예에서, 센서는 입사광을 감지하기 위해 포토다이오드에 결합되는 시그마-델타 변조기를 포함한다.

입사광에 의해 생성되는 전류는 커패시터를 반복적으로 충전시킨다. 다시 말해서, 포토다이오드로부터의 전류는 커패시터에 의해 통합된다. 커패시터 전압은 임계 레벨과 비교된다. 전하/전압이 임계 레벨을 초과하면, 펄스가 생성되고 커패시터의 전하가 미리결정된 기준 전하에 의해 감소된다. 커패시터는 다이오드 전류에 의해 연속적으로 충전되고 위에 설명된 프로세스가 다시 반복된다. 다이오드 전류가 높도록 밝은 광이 있으면, 통합 커패시터의 충전은 빠르고 시간 단위에서 시그마-델타 변조기에 의해 생성되는 펄스들의 수가 높다. 광 강도 및 다이오드 전류가 낮으면, 시간 단위에서 생성되는 펄스들의 밀도가 낮다. 상술한 시그마-델타 변조기 개념과 상이한, 통합 방식에서 다이오드 전류를 측정하는 다른 원리들이 또한 가능할 수 있다.

도 1은 상술한 시그마-델타 변조 프로세스에 의해 생성되는 예시적 비트-스트림(bit-stream)을 도시한다. 비트-스트림(110)은 저밀도 펄스들의 섹션(111)을 포함하며, 이는 센서 상에 입사하는 광이 저밀도를 갖는 것을 나타낸다. 섹션(112)은 고밀도의 펄스들을 포함하며, 이는 다량의 광 또는 높은 밝기를 갖는 광이 센서 상에 입사하는 것을 나타낸다. 비트-스트림은 저밀도 비트-스트림의 섹션(113) 다음에 고밀도 비트-스트림의 섹션(114)이 이어지고 다시 저밀도 비트-스트림의 섹션(115)이 이어지는 것이 계속된다. 비트-스트림은 이용되는 구성요소들 및 프로세스들의 전이 효과에서 기인하고 단일 디스플레이 라인의 폭 대 센서 윈도우의 비율에서 기인하는 고밀도의 섹션과 저밀도의 섹션 사이에 전이 부분들(transitional portions)(211, 212, 213, 214)을 포함한다.

111, 112 등과 같은 더 높은 펄스 밀도 및 더 낮은 펄스 밀도의 교번 섹션들은 스마트폰의 설명된 실시예에서 디스플레이 스크린의 동작의 결과이다. 디스플레이는 한 프레임씩(frame by frame) 동작되며, 여기서 하나의 픽처 프레임은 예를 들어, 4개의 서브-프레임으로 세분된다. 디스플레이될 픽처 정보는 픽처 프레임으로부터 픽처 프레임으로 갱신된다. 프레임 내의 픽처 정보는 픽처 품질을 증대시키기 위해 서브-프레임들에 의해 4회 디스플레이된다. 서브-프레임 내에서, 스크린 상의 픽셀들은 서브-프레임의 일부에 대해 조명되고 서브-프레임의 나머지에 대해 차단되어 어둡다. 서브-프레임의 활성 부분 및 비활성 부분 사이의 관계는 스크린의 밝기로서 인식된다. 활성 부분이 짧고 비활성 부분이 길면, 스크린 상에 디스플레이되는 픽처 정보는 상대적으로 어둡게 나타난다. 활성 부분이 길고 비활성 부분이 짧으면, 디스플레이된 픽처 정보는 밝다. 스크린의 밝기는 스크린의 프레임 방식(frame-wise) 동작의 서브-프레임 내에서 스크린의 조명의 활성 부분과 비활성 부분 사이의 관계에 의해 설정된다. 이러한 동작은 스마트폰의 프로세서에 의해 정의되는 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 제어 신호에 의해 제어된다. 펄스 폭 변조 신호의 펄스 폭 비율(rate) 또는 듀티 사이클은 서브-프레임 동안 스크린의 조명의 활성 부분과 비활성 부분 사이의 비율이며, 이는 디스플레이의 밝기를 제어한다.

듀티 사이클의 활성 단계 동안, 디스플레이의 라인들이 연속적인 순서로 조명됨으로써 디스플레이 뒤에 배치되는 센서는 주변 광에 더하여 112, 114와 같은 활성 단계에서 인접한 라인들로부터 광을 수신한다. 111, 113, 115와 같은 비활성 단계 동안, 센서 상에 입사하는 광은 주변 광만이 센서 상에 입사할 때 스마트폰의 주변들에서 비롯된다. 주변 광은 자연 광, 햇빛 또는 전구들, 형광 램프들 또는 LED 램프들로부터의 인공적인 광일 수 있다.

사용자에 대한 편리한 외관을 달성하기 위해 주변 광의 양에 응답하여 스마트폰의 디스플레이의 밝기를 조정하기 위해, 센서는 주변 광의 양을 결정해야만 한다. 예를 들어, 저밀도 펄스 섹션(113)은 센서에 의해 감지되는 주변 광을 나타내는 비트-스트림인 반면, 고밀도 펄스 부분(112)은 주변 광 플러스 센서에 의해 감지되는 광을 포함한다. 본원에 설명되는 실시예에 따르면, 윈도우는 시그마-델타 변조기에 의해 생성되는 비트-스트림의 고밀도 또는 저밀도 부분을 감지하고 비트-스트림에 포함되는 디스플레이 광 부분 및 주변 광 부분을 계산하기 위해 계산을 수행하도록 PWM 디스플레이 동작의 듀티 사이클에 응답하여 생성된다. 이러한 프로세스는 아래에서 본원에 보다 상세히 설명될 것이다.

도 2는 본 실시예에 따른 프로세스에서 사용되는 관련 신호를 도시한다. 도 2는 고밀도 펄스 섹션(312) 및 선행 및 후행 저밀도 펄스 섹션들(311, 313)을 갖는 비트-스트림(301)을 도시한다. 디스플레이 스크린의 듀티 사이클은 서브-프레임 내의 디스플레이 사이클의 전체 기간에 대한 고밀도 부분(312)의 관계에 의해 비트-스트림(301)으로 표현된다. 도 2는 주기적으로 반복되는 하나의 대표적 고밀도 부분(312)만이 도시됨으로써 전체 디스플레이 사이클을 완전히 도시하고 있지 않다는 것이 주목되어야 한다. 섹션(312)은 디스플레이 생성 광 플러스 주변 광에 의해 야기되고, 섹션들(311, 313)은 주변 광에 의해서만 야기된다.

도 3은 다른 광 감지 상황을 도시하며 여기서 비트-스트림의 작은 부분(412)만이 주변 광만 있는 저밀도를 갖는다. 선행 및 후행 부분들(411, 413)은 주변 광 플러스 디스플레이 생성 광을 포함하는 고밀도 부분들이다. 도 2 및 도 3의 비교로부터 명백해지는 바와 같이, 전체 반복 기간에 대한 고밀도 펄스 부분들(312 및 411, 413) 사이의 관계로서 표현되는 디스플레이의 듀티 사이클들은 도 2의 PWM 디스플레이 동작들의 듀티 사이클이 도 3의 그것보다 더 낮다는 점에서 상이하다. 이들 듀티 사이클들은 서브-프레임에서 디스플레이의 동작을 제어하는 펄스 폭 변조(PWM) 신호에서 기인한다.

본 개시에 따르면, 관측 윈도우 신호(302)는 펄스들의 카운트들을 평가하기 위해 생성된다. 관측 윈도우 신호(302)의 활성 단계(320) 동안, 비트-스트림 신호(301)의 펄스들이 카운팅된다. 활성 관측 윈도우 단계(320) 동안 발생하는 비트-스트림(301)의 모든 펄스들은 카운터에 의해 카운팅된다. 관측 윈도우(320)는 디스플레이 동작의 듀티 사이클을 제어하는 펄스 폭 신호에 의해 제어된다. 50% 미만의 낮은 듀티 사이클의 도 2에 도시되는 경우에서, 관측 윈도우(320)는 비트-스트림의 고밀도 펄스 섹션(312)을 커버한다. 50% 초과의 높은 듀티 사이클의 도 3에 도시된 경우에서, 관측 윈도우(420)는 저밀도 펄스 섹션(412)을 커버한다. 관측 윈도우(320 및 420)의 활성 부분의 존재 동안 발생하는 비트-스트림(301 및 401)의 펄스들은 각각 카운터에서 카운팅된다. 더욱이, 모든 펄스들은 다른 카운터에 의해 관측 윈도우 내부 및 외부에서 카운팅된다. 이러한 프로세스는 관측 윈도우 동안의 카운팅 동작을 위해 그리고 관측 윈도우 내부 및 외부의 카운팅을 위해 적어도 2개의 카운터들을 필요로 할 수 있다.

따라서, 본 개시의 프로세스는 그것이 PWM 디스플레이 동작의 듀티 사이클의 현재 값(current value)에 의존하여 상이한 관측 윈도우(320, 420)를 사용한다는 점에서 적응적이다. 50% 미만의 도 2에 도시된 바와 같은 낮은 듀티 사이클의 경우, 관측 윈도우(320)는 듀티 사이클의 활성 부분 및 결과적으로 비트-스트림(301)의 상대적으로 짧은 고밀도 펄스 섹션(312)을 포함한다. 듀티 사이클이 50%보다 더 높은 상보적인 경우, 관측 윈도우(420)는 디스플레이 동작의 듀티 사이클의 비활성 부분을 포함하고 비트-스트림(401)의 저밀도 부분(412)을 포함한다. 이것은 비트-스트림의 대응하는 펄스들의 카운팅 및 관측 윈도우가 그것이 디스플레이 동작의 듀티 사이클의 값으로부터 의존적이라는 점에서 적응적이라는 것을 의미한다.

본 개시의 일 양태에 따르면, 적응 관측 윈도우는 또한 펄스 폭 신호 섹션들(321, 421)에 추가되는 마진들(322, 323, 422, 423)을 포함한다. 마진들은 322, 423와 같은 비트-스트림의 저밀도 섹션으로부터 고밀도 섹션으로의 전이 단계들 및 323, 422과 같은 비트-스트림의 고밀도 섹션으로부터 저밀도 섹션으로의 전이들을 포함한다. 전이 섹션들은 시그마-델타 변환 프로세스가 하나의 밀도 상태로부터 다른 밀도 상태로 펄스들의 밀도의 점진적인 증가 또는 감소를 생성하는 소프트 전이들(soft transitions)이다. 적응 관측 윈도우들에서 마진들의 포함은 관측 윈도우들이 디스플레이에 의해 생성되는 펄스들의 완전한 양 또는 디스플레이에 의해 생성되는 펄스들을 갖지 않는 낮은 펄스 밀도의 완전한 단계(phase)를 포함하는 충분한 수의 비트-스트림 펄스들을 수집하기에 충분히 큰 기간을 커버하는 것을 보장한다. 일 실시예에서, 마진은 전체 전이 단계가 관측 윈도우에 의해 커버된다는 것을 보장하기에 충분히 큰 고정 값이다. 예를 들어, 마진은 25%의 기간(period)일 수 있으며, 이는 펄스 폭 신호 섹션의 길이의 양 측면 상에서 12.5%로 분할된다. 예를 들어, 펄스 폭 신호의 활성 부분이 5%이면, 마진들을 포함하는 관측 윈도우는 30%로 발생한다. 펄스 폭 신호의 활성 부분이 40%와 같은 패리티(parity)에 가까우면, 관측 윈도우는 65%로 발생한다. 마진의 적절한 설정은 시뮬레이션 또는 실험에 의해 결정될 수 있다. 마진의 크기는 시그마-델타 변환 프로세스의 대역폭, 단일 디스플레이 라인의 폭 대 센서 윈도우의 비율 및 다른 파라미터들에 의존할 수 있다. 더욱이, 마진 크기는 생산 동안 센서의 위치에서의 차이(variances)가 제거되는 그러한 방식으로 구성될 수 있다.

도 4 및 도 5와 관련하여, 도 2 및 도 3과 관련하여 설명되는 카운팅들로부터 수행될 계산들이 설명된다. 도 4는 디스플레이 듀티 사이클이 낮은 상황을 도시하고, 도 5는 디스플레이 듀티 사이클이 높은 상황을 도시한다. 낮은 듀티 사이클은 미리결정된 값 미만, 예컨대 50% 미만의 듀티를 의미하며, 높은 듀티 사이클은 미리결정된 값보다 더 큰, 예컨대 50%보다 더 높은 듀티를 의미한다. 도 4 및 도 5는 디스플레이 광 부분 및 주변 광 부분을 획득하기 위한 카운트 값들 및 계산들을 도시한다.

이제 도 4를 참고하면, 커브(501)는 50% 미만의 듀티 사이클을 갖는 디스플레이 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 신호를 도시한다. 펄스 폭 신호의 활성 단계(a)는 비활성 단계(b)와 비교하여 짧으며, 이는 다소 길다. 펄스 폭 변조 신호(501)의 듀티 사이클은 DC　=　a/(a+b)이다. 신호(502)는 펄스 폭 신호(501)의 활성 단계(a) 플러스 좌측 및 우측에 추가되는 마진들을 커버하는 활성 단계(c)를 갖는 관측 윈도우 신호이다. 관측 윈도우 신호의 비활성 단계는 단계(d)이다. 관측 윈도우 신호의 펄스 폭은 OW = c/(c+d)이다. 그래프(503)는 시그마-델타 변조로부터의 펄스들을 추상적인 형태로 도시한다. 한 주기에 대한 모든 펄스들 ALLP는 관측 윈도우 신호의, 각각의, 활성 단계(c) 및 비활성 단계(d) 동안 카운팅되는 펄스들 OWP 및 XOWP의 합이며, 즉, 관측 윈도우 동안 및 관측 윈도우 외부의 펄스들의 수인 ALLP = OWP + XOWP이다.

이제 도 5를 참고하면, 50%보다 더 큰 펄스 폭 듀티 사이클을 갖는 상황이 도시된다. 펄스 폭 신호(601)는 큰 활성 단계(a) 및 짧은 비활성 단계(b)를 갖는다. 관측 윈도우 신호(602)의 활성 윈도우(c)는 펄스 폭 변조 신호(601)의 비활성 단계(b) 플러스 좌측 및 우측에 추가되는 마진들을 포함한다. 펄스 폭 변조 신호의 듀티 사이클 DC에 대한 계산들에서(여기서, DCL = 1 - DC), 관측 윈도우 듀티 사이클 OW 및 비트-스트림 펄스들 ALLP는 도 4와 관련하여 설명된 상황과 동일하다. 50% 미만 및 50% 초과의 펄스 폭 변조 듀티 사이클의 양 경우들에 대해 수행되는 계산은 다음과 같다:

1. PWM DC < 50% (도 4):

` ALLP = ALP + DLP (1)

OWP = ALP * OW + DLP (2)

(1)로부터: ALP = ALLP - DLP (3)

(2) 안에 (3): OWP = ALLP * OW - DLP * OW + DLP (4)

(4)로부터: DLP = (OWP - ALLP * OW) / (1 - OW) (5)

(3)으로부터: ALP = ALLP - K1 * DLP (6)

2. PWM DC > 50% (도 5):

ALLP = ALP + DLP (7)

OWP = ALP * OW + DLP * (OW - DCL) / DC (8)

(7)로부터: ALP = ALLP - DLP (9)

(8) 안에 (9): OWP = ALLP * OW - DLP * OW +

DLP * (OW - DCL)/ DC(10) (10)

(10)으로부터: DLP = (ALLP * OW * DC - OWP * DC) /

(OW * DC + DCL - OW) (11)

(3)으로부터 : ALP = ALLP - K2 * DLP (12)

위의 계산에서, ALP는 주변 광을 나타내는 비트-스트림 펄스들이고 DLP는 디스플레이 광을 나타내는 비트-스트림 펄스들이다. 공식은 대응하는 보정 인자들(correction factors) K1 및 K2를 포함한다는 것이 주목되어야 한다. 실제로, K1 및 K2는 생략될 수 있으며, 즉, K1 = K2 = 1이다. 그러나, 스마트폰에서의 특정 상황에 따라 그리고 사용되는 구성요소들에 따라, 센서가 디스플레이 스크린 뒤에 있을 때, 센서에 가까운 라인들로부터 비롯되는 반사들을 고려하는 보정 인자를 사용하는 것이 유용할 수 있다. 반사들은 이웃한 라인들에서 비롯되고 스크린 글래스와 같은 스크린의 요소들에서 반사되고 포토다이오드 안으로 입력될 수 있다. 보정 인자들은 계산으로부터 이러한 기생 효과(parasitic effect)를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 임의의 경우에서, 보정 인자들 K1, K2는 상대적으로 1 또는 100%에 가깝다.

본 측정 프로세스는 시그마-델타 변조 컨버터들에 의해 생성되는 비트-스트림들과 관련하여 설명되었지만, 그것은 또한 다른 광 감지 방법들에 사용된다는 것이 가능하다. 실제로, 임의의 통합 아날로그-디지털 컨버터가 사용될 수 있다. 예를 들어, 컨버터는 충전 및 방전 커패시터들에 기초하여 작동할 수 있고 비트-스트림들보다는 아날로그 값들을 평가할 수 있다.

도 6은 더 높은 시스템 레벨에서 본 발명에 따른 방법에서 발생하는 수 개의 관련 신호들의 차트를 도시한다. 첫 번째 픽처 프레임 및 마지막 픽처 프레임이 710, 711로서 라벨링되는 수 개의 연속 픽처 프레임들이 도시된다. 하나의 픽처 프레임은 4개의 서브-프레임들(720)을 포함한다. 하나의 서브-프레임은 DC의 듀티 사이클을 갖는 펄스-폭 변조 신호 PWM에 의해 제어된다(도 4 및 도 5). 현재 스마트폰들에서, 표시될 픽처 정보는 픽처 프레임 내의 제1 서브-프레임으로 갱신된다. 픽처 정보는 4개의 연속 서브-프레임(720) 내에서 4회 반복된다.

현대 스마트폰들의 디스플레이 갱신 사이클은 60 Hz 픽처 프레임 반복 레이트이며, 여기서 픽처 프레임은 16.7 ms(밀리초)마다 갱신된다. 4개의 PWM 서브-프레임들은 하나의 픽처 프레임 내에 있다. 50 Hz 또는 60 Hz 광 변조의 영향을 감소시키도록 적어도 50 ms의 적분시(integration time)를 달성하기 위해, 측정은 12개의 서브-프레임들에 대해 계속될 수 있다. 보다 바람직하게는, 적분시는 적어도 100 ms일 수 있고 측정은 24개의 서브-프레임들에 대해 계속된다. 12개 또는 24개의 프레임들에 대한 카운팅의 연장은 전구, 형광 램프 또는 LED 램프로부터 50 Hz 또는 60 Hz에 의해 변조될 수 있는 인공 광이 OWP, XOWP 카운트들을 평균화함으로써 실질적으로 감소되거나 심지어 실제로 제거된다는 것을 보장한다.

신호(730)는 시그마-델타 변환으로부터의 비트-스트림을 나타내며 여기서 펄스들이 너무 밀집되어서 그들은 이러한 레벨의 표현에서 개별적으로 보이지 않는다. 24개의 서브-프레임들의 측정 윈도우(740)는 6개의 픽처 프레임들의 기간(duration)을 갖는 연속적인 서브-프레임들을 선택하도록 인에이블된다. 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 선택 윈도우(740)는 제1 픽처 프레임(710)으로부터 제3 서브-프레임(721)을 선택한다. 결과적으로, 측정 윈도우는 마지막 픽처 프레임(711)의 제2 픽처 프레임(722)에서 종료한다. 펄스들 OWP, XOWP(도 4 및 도 5)의 카운팅은 측정 윈도우(740)에 의해 선택되는 24개의 서브-프레임들에 대해 부가적으로 수행된다. 카운팅은 24개의 서브-프레임들에 대한 OWP 및 XOWP에 대해 연속적으로 진행된다. 단지 12개의 서브-프레임들(도면들에 미도시)에 대한 카운팅이 요구되면, 측정 윈도우는 3개의 픽처 프레임들의 기간이 선택되도록 구성된다.

새로운 픽처 프레임의 제1 프레임에서 이루어지는 디스플레이 내용 정보의 변경의 영향을 회피하기 위해, 측정은 새로운 픽처 프레임의 제1 프레임으로 시작해서는 안된다. 대신에, 24개의 연속 서브-프레임들에 대한 측정은 픽처 프레임의 제2, 제3 또는 제4 서브-프레임으로 시작해야하고, 대응하여, 측정은 마지막 선택된 픽처 프레임의 제1, 제2 또는 제3 서브-프레임으로 종료한다. 그것이 선택 윈도우(710)가 24개의 서브-프레임들에 대한 OWP 및 XOWP 값들의 측정 및 카운팅이 시작하는 제1 서브-프레임으로서 도 6에서 제1 픽처 프레임(710)의 제3 서브-프레임(721)을 선택하는 이유이다. 이러한 예에서, 측정 윈도우는 6개의 픽처 프레임들의 기간을 갖는 24개의 서브-프레임들에 대해 늘어난다. 24개의 서브-프레임들은, 제1 및 마지막 픽처 프레임들이 그들의 서브-프레임들의 서브세트에만 기여함으로써, 7개의 연속 픽처 프레임들로부터 취해진다. 일반적으로, 측정은 50 ms 또는 100 ms의 배수 이거나 바람직하게는 100 ms보다 더 길어야 한다.

본 개시는 적응 관찰 또는 측정 윈도우로 측정한다. 그 결과, 주변 광 감지는 프레임-동작 디스플레이 스크린의 서브-프레임에서 정보의 디스플레이가 제어되는 광범위한 펄스 폭 변조(pulse width modulation; PWM) 듀티 사이클들에 대해 수행될 수 있다. 적응 측정 윈도우는 시그마-델타 변조 펄스 스트림의 높은 펄스 밀도로부터 낮은 펄스 밀도로 그리고 낮은 펄스 밀도로부터 높은 펄스 밀도로의 소프트 전이들(soft transitions)을 커버하는 마진들과 함께 연장될 수 있다. 마진들은 솔루션(solution)을 또한 생산에서 센서 위치 차이(variances)에 대해 무감각하게 만든다. DC에 대한 OW의 중첩 마진(도 4 및 도 5 참조)은 또한 생산에서 센서 위치 차이를 포함한다. 측정은 높은 정밀도를 갖고 광범위한 PWM 듀티 사이클 값들을 커버한다. 실제로, 측정은 이전 측정 솔루션보다 더 양호한 정확도를 달성하며, 여기서 측정은 디스플레이의 오프-단계에서만 발생할 수 있다.

다양한 수정들 및 변형들은 첨부된 청구항들에 규정된 바와 같은 본 개시의 사상 또는 범위로부터 벗어나는 것 없이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 사상 및 본질(substance)을 통합하는 개시된 실시예들의 수정들, 조합들, 서브-조합들 및 변형들이 당업자에게 발생할 수 있으므로, 본 개시는 첨부된 청구항들의 범위 내에 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

광 감지 방법에 있어서,
감광 소자에서 광을 수신하고 상기 수신되는 광의 양을 나타내는 신호(110, 301, 401)를 생성하는 단계;
듀티 사이클(501, 601)을 갖는 적어도 하나의 서브-프레임(720, 501, 601)을 갖는 디스플레이를 동작시켜 상기 듀티 사이클에 의존하는 밝기를 갖는 정보를 디스플레이하는 단계;
상기 적어도 하나의 서브-프레임(720, 501, 601) 동안 상기 광을 감지하는 단계;
관측 윈도우(320, 420, 502, 602) - 상기 관측 윈도우는 상기 듀티 사이클(501, 601)에 의존하여 결정됨 - 동안 상기 광을 감지하는 단계; 및
상기 관측 윈도우 동안 감지되는 상기 광으로부터 그리고 상기 서브-프레임 동안 감지되는 상기 광으로부터 상기 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 듀티 사이클은 상기 디스플레이가 광을 방출하도록 동작되는 제1 부분(a) 및 상기 디스플레이가 광을 방출하지 않도록 동작되는 제2 부분(b)을 포함하며, 여기서,
상기 듀티 사이클이 미리결정된 레이트보다 더 낮은 제1 레이트를 가질 때, 상기 관측 윈도우는 상기 듀티 사이클(321)의 상기 제1 부분 및 상기 제1 부분에 추가되는 적어도 하나의 마진(322, 323) 동안 활성인 것으로 결정되며,
상기 듀티 사이클이 상기 미리결정된 레이트보다 더 높은 제2 레이트를 가질 때, 상기 관측 윈도우는 상기 듀티 사이클(421)의 상기 제2 부분 및 상기 제2 부분에 추가되는 적어도 하나의 마진(422, 423) 동안 활성인 것으로 결정되는, 방법.
제2항에 있어서,
상기 적어도 하나의 마진(322, 323, 422, 423)은 상기 신호가 수신되는 더 높은 양의 광(312, 411)으로부터 더 낮은 양의 광(313, 412)으로의 전이를 나타내는 전이 시간 및 상기 신호가 수신된 더 낮은 양의 광(311, 412)으로부터 더 높은 양의 광(312, 413)으로의 전이를 나타내는 다른 전이 시간 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 수신되는 광의 양을 나타내는 신호를 생성하는 단계는:
펄스들의 시간적 밀도가 상기 수신되는 광의 양을 나타내는 상기 펄스들(110, 301, 401)의 스트림을 생성하는 단계를 포함하며;
여기서,
상기 듀티 사이클이 상기 제1 레이트를 가질 때, 상기 관측 윈도우(320)는 더 낮은 밀도의 펄스들로부터 더 높은 밀도의 펄스들로의 상기 전이 시간(322)을 포함하는 제1 마진 및 더 높은 밀도의 펄스들로부터 더 낮은 밀도의 펄스들로의 상기 전이 시간(323)을 포함하는 제2 마진을 포함하도록 결정되며,
상기 듀티 사이클이 제2 레이트를 가질 때, 상기 관측 윈도우(420)는 더 높은 밀도의 펄스들로부터 더 낮은 밀도의 펄스들로의 상기 전이 시간(422)을 포함하는 제1 마진 및 더 낮은 밀도의 펄스들로부터 더 높은 밀도의 펄스들로의 상기 전이 시간(423)을 포함하는 제2 마진을 포함하도록 결정되는, 방법.
제4항에 있어서,
상기 수신되는 광(110, 301, 401)의 양을 나타내는 신호를 생성하는 상기 단계는 감광성 소자에서 전류를 생성하는 단계 및 시그마-델타 변조 프로세스에 의해 펄스들의 스트림을 생성하는 단계를 포함하고, 여기서,
관측 윈도우 동안 상기 광을 감지하는 상기 단계는 상기 관측 윈도우 동안 생성되는 상기 펄스들을 카운팅하는 단계를 포함하고,
상기 서브-프레임 동안 상기 광을 감지하는 상기 단계는 상기 서브-프레임 동안 생성되는 상기 펄스들을 카운팅하는 다른 단계를 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
시그마-델타 변조 프로세스에 의해 펄스들의 스트림을 생성하는 상기 단계는:
용량성 소자에서 상기 전류를 통합하는 단계;
상기 용량성 소자에 저장되는 전하가 임계값을 초과할 때, 펄스를 생성하는 단계;
그 다음, 미리결정된 양의 전하를 상기 용량성 소자에 저장되는 상기 전하로부터 차감하고 상기 용량성 소자에 상기 전류를 계속해서 통합하는 단계를 포함하는, 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
펄스 폭 변조 신호에 응답하여 상기 디스플레이의 상기 동작의 상기 듀티 사이클(DC)이 상기 미리결정된 레이트보다 더 낮을 때, 정보의 표시로부터 상기 수신된 광의 양을 나타내는 값 DLP를 계산하는 단계는:
OWP로서 상기 관측 윈도우 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
ALLP로서 상기 서브-프레임 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
하기 식을 계산하는 단계를 포함하며,
DLP = (OWP - ALLP * OW) / (1 - OW)
여기서, OW는 상기 관측 윈도우의 상기 듀티 사이클을 나타내는, 방법.
제7항에 있어서,
상기 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값 ALP를 계산하는 단계는 하기 식:
ALP = ALLP - (OWP - ALLP * OW) / (1 - OW) 또는
ALP = ALLP - DLP
을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
펄스 폭 변조 신호에 응답하여 상기 디스플레이의 상기 동작의 상기 듀티 사이클(DC)이 상기 미리결정된 레이트보다 더 높을 때, 상기 정보의 상기 표시로부터 상기 수신된 광의 양을 나타내는 값 DLP를 계산하는 단계는:
OWP로서 상기 관측 윈도우 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
ALLP로서 상기 서브-프레임 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
하기 식을 계산하는 단계를 포함하며
DLP = (ALLP * OW * DC - OWP * DC) /
(OW * DC + (1 - DC) - OW),
여기서, OW는 상기 관측 윈도우의 상기 듀티 사이클을 나타내고 DC는 상기 디스플레이의 상기 동작의 상기 듀티 사이클을 나타내는, 방법.
제9항에 있어서,
상기 수신된 주변 광의 양을 나타내는 값 ALP를 계산하는 단계는 하기 식:
ALP = ALLP - (ALLP * OW * DC - OWP * DC) /
(OW * DC + (1 - DC) - OW) 또는
ALP = ALLP - DLP
을 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
메인 주파수에 의해 야기되는 주변 광 변조를 감소시키기 위해 다수의 서브-프레임들(720) 동안 광을 감지하고 상기 다수의 서브-프레임들 내에 발생하는 다수의 관측 윈도우들 동안 상기 광을 감지하는 단계를 포함하는, 방법.
제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 메인 주파수에 의해 야기되는 주변 광 변조를 감소시키기 위해 다수의 서브-프레임들(720) 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계 및 상기 다수의 서브-프레임들 내에 발생하는 다수의 관측 윈도우들 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계를 포함하는, 방법.
제12항에 있어서,
상기 디스플레이를 동작시키는 단계는 다수의 픽처 프레임들(710, 711) 내의 정보를 디스플레이하는 단계를 포함하되, 각각의 프레임은 2개 이상의 서브-프레임들(720)을 포함하며, 다수의 서브-프레임(720) 동안 상기 펄스의 상기 카운팅은 상기 다수의 픽처 프레임(710, 711) 중 제1 픽터 프레임(710)의 두 번째 또는 뒤에 발생하는 서브-프레임으로 시작하고, 다수의 관측 윈도우들 동안 상기 펄스들의 카운팅은 상기 다수의 픽처 프레임들 중 최종 픽처 프레임(711)의 첫 번째 또는 뒤에 발생하는 서브-프레임으로 종료되는, 방법.
제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 듀티 사이클의 상기 미리결정된 레이트는 50%인, 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
광전 소자에서 광을 수신하고 상기 광전 소자에 의해 생성되는 상기 전류에 대해 시그마 델타 변조를 수행하여 상기 수신되는 광의 양을 나타내는 펄스들(110, 301, 401)의 스트림을 생성하는 단계;
적어도 하나의 서브-프레임(501, 601, 720) 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
상기 적어도 하나의 서브-프레임 동안 상기 디스플레이를 동작시키는 상기 듀티 사이클이 50%보다 더 낮을 때, 그 다음:
상기 듀티 사이클의 활성 부분(321, a) 및 상기 활성 부분 전후의 마진 부분(322, 323)을 포함하는 관측 윈도우(320) 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
상기 적어도 하나의 서브-프레임 동안 상기 디스플레이를 동작시키는 상기 듀티 사이클이 50%보다 더 높을 때, 그 다음:
상기 듀티 사이클의 비활성 부분(421, b) 및 상기 비활성 부분 전후의 마진 부분(422, 423)을 포함하는 관측 윈도우(420) 동안 상기 펄스들을 카운팅하는 단계;
서브-프레임(720) 동안 카운팅하고 수개의 후속 서브-프레임들에 대해 측정 윈도우(740) 동안 카운팅하는 단계들을 지속하여, 그것에 의해 상기 수 개의 후속 서브-프레임들에 대해 상기 각각의 카운트들을 추가하는 단계;
상기 정보의 표시로부터 수신되는 상기 광 및/또는 상기 수신되는 주변 광에 대한 값을 달성하기 위해 상기 서브-프레임들로부터의 상기 카운트들 및 상기 관찰 윈도우들로부터의 상기 카운트들 및 상기 서브-프레임들의 상기 듀티 사이클 및 상기 관측 윈도우들의 상기 듀티 사이클에 대한 값들을 사용하여 계산을 수행하는 단계;
상기 계산된 주변 광에 조정되는 상기 정보의 표시의 조정된 밝기를 달성하기 위해 추가 발생하는 서브-프레임들의 상기 듀티 사이클을 조정하는 단계를 포함하는, 방법.