淺談光感測器的校正 (Light sensor calibration)

在上篇光感測器工作原理中，筆者介紹了Light sensor 的運作原理與光感測元件的種類。這篇要探討使用Light sensor 在終端裝置時如何執行校正程序。

了解為什麼要校正 - Light sensor 篇

在筆者接觸的數位光感測器產品中，廠商都會在其技術文件內標示ALS輸出的規格，如 ALS output tolerance = +/- 10% or +/- 15% 不等。 其次設計光感測器量測照度，需要機構的配合來決定覆蓋ALS上面的cover lens 與可視角度。 所以影響ALS量測的精確度，有兩個主要的因素:

1. 原始的ALS IC輸出誤差：可能是 10%或15%不等，以各家廠商標示為主。
2. ALS 設計到終端裝置 (例如手機)之後，機構設計與cover lens材質的透光度也會影響ALS輸出。

圖一: 影響ALS量測輸出的因素

綜合以上因素，使得ALS在量測照度時會有大小不一的誤差。通常對照度精確度有要求的應用，客戶都會需要對裝置做校正。

如何對裝置上的ALS做校正

這個問題可以從兩個部份來討論：技術上與執行細節上。
[技術層面]
對於標準照度計與終端裝置兩者量測的環境需要保持一致。如下圖所示：

圖二: 量測環境設置

從圖二可以看到照度計與終端裝置量測燈源的位置相同，確保雙方的量測條件一樣。
校正程序則是參考以下流程來校正裝置的照度值：

圖三: 校正流程

經過以上校正流程，就能在裝置上得到校正後的照度數值。

[執行層面]
則是會考量是否需要每個裝置都執行校正，或者是取一批樣品來做校正，再將校正值帶入到每個裝置上，這是會影響工時與準確度，不管執行哪一種方式，都是一個tradeoff的決定。