電子發燒友網報道（文/黃晶晶）智能手機屏幕在環境光不同的明暗下自適應調整亮度，是已經被我們所熟知的功能。有一個細節是，蘋果手機已經采用屏下光譜技術，通過環境光傳感器提升OLED顯示屏的精準適配能力。現在，基于新一代OLED屏下光譜傳感技術的高精度環境光傳感器正在走向更多高端手機品牌。

隨著OLED屏幕在智能手機市場的普及率持續攀升，消費者對顯示質量的關注已不再局限于分辨率、對比度等基礎參數，而是逐步擴展至屏幕對環境光的智能響應能力以及自適應護眼視覺體驗。獨立評測機構DXOMARK發布的一份新報告指出：“對追求視覺體驗自然舒適的用戶來說，色溫自適應功能的表現差異，可能會對他們評價手機的整體滿意度產生關鍵影響。

在由艾邁斯歐司朗主辦的“真彩視界：舒適亮度 智顯本色”圓桌論壇上，諸位專家探討智能手機顯示屏色彩與亮度管理的未來發展趨勢。

屏下光譜傳感技術，提升環境光傳感器的測量精度

高精度環境光測量的核心價值在于，讓顯示屏畫面適配環境光，為用戶提供更舒適的視覺體驗（見下圖3、4）。例如在暖白光場景下，右側參照手機的白點偏冷，與環境不協調。其在冷白光環境下則較為匹配。演示手機則能實時自適應調節，精準還原各場景真實色彩。



然而在智能手機中，環境光傳感器 (ALS) 并非工作在自由空間。為實現顯示區域最大化做到全面屏設計，它被安裝在屏幕下方，而非機身邊框處，這導致環境光傳感器對環境光的采集嚴重受限。

屏幕會大幅衰減入射光，環境光傳感器 (ALS) 接收到的光強僅為用戶所處環境的 1/100 至1/1000。隨著顯示技術從 LTPS 升級到 LTPO，再發展到 COE 技術，屏幕透光率已從 3% 降至不足 1%。

OLED 屏幕自身發光會干擾環境光傳感器 (ALS) 接收的環境光信號。手機廠商通過與屏幕幀同步的方式，將環境光測量穿插到短暫的幀間隙中；但即便如此，ALS 仍會受到屏幕背部殘余散射光的干擾，不同屏幕技術下，這類干擾通常在 1% 左右。

屏幕像素間的微孔會限制環境光傳感器 (ALS) 的視場角，使其僅能接收到垂直方向兩側窄范圍內的環境光，這一局限在新型 COE 屏幕中尤為顯著。在這些極具挑戰性的測量場景下，標準 XYZ 顏色傳感器無法給出精確的測量結果。

艾邁斯歐司朗聯合智能手機市場領先制造商，開發出一系列 OLED 屏下光譜顏色傳感器。該技術在可見光范圍內設有五個光學通道。在 OLED 屏下光感應用中，對這五通道數據進行處理，即可精準重構 XYZ 響應。



艾邁斯歐司朗新一代OLED屏下光譜傳感技術，采用專有濾光技術，可獲得高精度色度數據，在LED光源主導的復雜照明環境中至關重要；在低透光率OLED顯示屏（約3%至<1%）及寬視場條件下仍保持卓越性能；憑借快速數據采樣與先進算法，不受高頻PWM調光影響，實現穩定的環境光傳感。

新型混合銀濾光片，通過在晶圓級干涉濾光片上增加銀 (Ag) 涂層，顯著增強了對紅外 (IR) 波段的阻隔能力。與早期ALS產品相比，其非要紅外光響應度大幅降低，降幅高達1000倍（可見光及近紅外光譜詳細對比見圖7）。最新ALS產品采用的新型混合銀濾光片技術，可確保顯示屏亮度和白點平衡調整所采用的色彩與光強度測量數據，更貼近人眼對環境光的真實感知。



前代干涉濾光片傳感器可實現光密度 (OD) 2級，即紅外光強度相比其峰值強度降低兩個數量級；而采用混合式干涉/銀濾光技術的最新ALS產品，在紅外波段的光密度最高可達OD4級。

人眼對紅外光幾乎沒有響應，但顏色傳感器所用的硅基材料卻能探測紅外光。在前代環境光傳感器 (ALS) 產品中，這種紅外靈敏度會導致測量結果失真，使得傳感器檢測到的光強度（因其可同時探測紅外光與可見光）高于人眼實際感知的強度。智能手機常會暴露在多種紅外光源下（包括陽光、飛行時間測距傳感器 (ToF) 及其他類型距離傳感器發出的紅外光），這一影響尤為顯著。

簡單來說，此前傳感器可能會對接收到的紅外光誤判，而進行屏幕亮度的調整。但新一代環境光傳感器則有效規避了這一問題。

艾邁斯歐司朗IOS事業部研發負責人Dalibor Stojkovic認為：“我們開發了一系列創新技術，涵蓋濾光片、光學元件及傳感器芯片等多個領域。這些技術突破，大幅提升了環境光傳感器的測量精度。未來，艾邁斯歐司朗將持續攜手行業領先合作伙伴，依托這些尖端解決方案，共同推動實現‘色彩還原總能精準呈現預期顯示效果’與‘舒適護眼’的雙重愿景。”

環境光管理，對顯示屏用眼舒適至關重要

TüV萊茵大中華區電子電氣產品服務區域總經理劉喜強表示，針對顯示屏用眼舒適的標準，除了基礎護眼的藍光和頻閃之外，現在更關注顯示質量和環境光管理的維度。其中，具備環境光的感知能力需要準確或者接近地判斷環境的照度和色溫，從而對屏幕亮度和色溫進行動態調整。在標準發展的過程中，比較大的挑戰在于精確的環境光感知和屏幕調整，由于傳感器技術、大小的限制以及屏幕技術的差異，再加上不同終端廠商的屏幕優化策略不同。因此需要上下游廠商共同合作進行優化。

他進一步說道，以手機為例，在很暗的環境下如果沒有比較敏感、精準地感知暗場的照度，就會影響屏幕呈現的亮度。另一方面，現在新的光學領域增加了暗場環境的照度色溫的感知要求。

面對消費者對用眼健康的需求，TüV從護眼技術、動態顯示特性和環境光管理三個維度構建了顯示屏護眼能力的評估體系。而我們也看到，艾邁斯歐司朗的傳感器通過統計光子數據的方式來感知環境的照度，從而優化屏幕亮度。艾邁斯歐司朗的屏下光譜技術通過精準的環境光管理，確保了用戶在不同場景下都能獲得始終如一的舒適體驗，為終端設備的健康顯示樹立了新的技術標桿。

DXOMARK產品市場總監Fabien Montagne認為，屏幕顯示至關重要。我們的研究結果表明，具備先進色彩自適應功能的智能手機對提升用戶體驗起著關鍵作用。艾邁斯歐司朗的創新技術能精準捕捉環境光特性，助力設備動態適配環境光、視覺環境等外部因素。

百萬粉絲攝影博主@數碼王小機團隊的石新宇表示：“在攝影創作的過程中，用戶既渴望真實的影像還原，也需要恰到好處的視覺沖擊力。色彩精準的智能手機不僅能幫助創作者忠實記錄光影細節，還能讓作品與觀眾產生情感共鳴。屏下光譜技術讓屏幕能夠智能適配環境光，既保障了創作端的色彩可靠性，也提升了用戶端的觀看一致性，這對整個內容生態而言都具有重要意義。”

屏閃、護眼與顯示的平衡

早期OLED采用低頻PWM調光，近年通過提升調光頻率、優化算法有效降低了屏閃問題。主流廠商采用高頻PWM調光技術，顯著降低人眼感知風險。部分廠商通過算法優化實現全亮度類DC調光，進一步減少閃爍。劉喜強認為，不一定頻閃的頻率越高，PWM的頻率越高，就會一直給我們帶來正向收益。

當前OLED的頻閃問題，在健康護眼與優質顯示之間構成了一個兩難挑戰。而破題的關鍵，在于對頻閃的認知需要更加科學和深入。因此評價頻閃帶來的使用健康影響，就會讓我們改變以往不斷追求更高頻率等同于更加護眼的說法。未來在更科學的評價方式支持下，技術發展方向可能會更科學一些。而從艾邁斯歐司朗的技術分享來看，頻閃的PWM驅動頻率高低，也會對于環境光的評價和環境光的感知產生一定影響，不一定追求更高頻率就是非常好的選擇。

準直流調光和無偏光片顯示屏為OLED屏下精準的環境光表征帶來了挑戰，Dalibor解釋，準直流調光或者無偏光片的顯示屏，它的復雜度更高，這是毋庸置疑的。因此我們需要全局觀，不要光看單一的顯示器，而要看整體顯示效果。傳感器是其中一個方法，還有校準、補償算法或者其他的算法精度的提升，從而達到更好的顯像精度或者色彩精準度。這就需要面板制造商或者手機品牌商、OEM多方協作，比如針對一些光譜數據，或者光傳輸路徑的數據要做校準。校準的過程如果做好了，有助于整體顯像的真實性，提升類紙的眼部舒適度。又如，為了盡可能地減少色彩失真，需要顯示面板廠商、手機品牌商等等共同解決色差和色彩失真問題。

香港理工大學魏敏晨教授表示：“優秀的顯示技術，應做到‘視覺無形，體驗有感’。色彩還原絕非單純的技術參數比拼，它對實現健康、自然的視覺體驗至關重要。影響屏幕色彩真實性與一致性的關鍵在于硬件品質、出廠校準、環境光自適應、內容映射以及長期使用的穩定性等多重因素的協同配合。只有經過仔細優化，才能為用戶帶來最舒適、最自然的視覺感受。”

實現類紙顯示

優質的屏幕顯示體驗應具備環境光自適應調整能力，并提供多樣化策略選擇，以滿足用戶的個性化需求。類紙顯示是當前主流的用戶偏好之一，對于智能手機廠商而言既是機遇也是挑戰。艾邁斯歐司朗的屏下光譜技術精準捕獲或者評估環境光、同時盡可能避免出現色差或者色彩偏離，其在屏幕色溫、成像效果方面都有獨特之處。對智能手機廠商而言，類紙顯示等進階屏幕顯示效果目前尚未完全落地，但該領域的技術探索與場景拓展仍充滿想象空間，這或許正是安卓陣營手機廠商突破同質化競爭、打造差異化優勢的重要機會。

艾邁斯歐司朗ALS & Prox產品線負責人Marcel Knecht表示：“顯示質量已成為高端智能手機實現差異化的核心要素。我們的環境光傳感解決方案顯著提升了OLED顯示屏的精準適配能力，助力手機制造商更好地滿足消費者期待，贏得市場競爭優勢。”