苹果率先引入的屏下光谱技术，这次安卓手机能否登峰造极！

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）智能手机屏幕在环境光不同的明暗下自适应调整亮度，是已经被我们所熟知的功能。有一个细节是，苹果手机已经采用屏下光谱技术，通过环境光传感器提升OLED显示屏的精准适配能力。现在，基于新一代OLED屏下光谱传感技术的高精度环境光传感器正在走向更多高端手机品牌。

随着OLED屏幕在智能手机市场的普及率持续攀升，消费者对显示质量的关注已不再局限于分辨率、对比度等基础参数，而是逐步扩展至屏幕对环境光的智能响应能力以及自适应护眼视觉体验。独立评测机构DXOMARK发布的一份新报告指出：“对追求视觉体验自然舒适的用户来说，色温自适应功能的表现差异，可能会对他们评价手机的整体满意度产生关键影响。

在由艾迈斯欧司朗主办的“真彩视界：舒适亮度 智显本色”圆桌论坛上，诸位专家探讨智能手机显示屏色彩与亮度管理的未来发展趋势。

屏下光谱传感技术，提升环境光传感器的测量精度

高精度环境光测量的核心价值在于，让显示屏画面适配环境光，为用户提供更舒适的视觉体验（见下图3、4）。例如在暖白光场景下，右侧参照手机的白点偏冷，与环境不协调。其在冷白光环境下则较为匹配。演示手机则能实时自适应调节，精准还原各场景真实色彩。



然而在智能手机中，环境光传感器 (ALS) 并非工作在自由空间。为实现显示区域最大化做到全面屏设计，它被安装在屏幕下方，而非机身边框处，这导致环境光传感器对环境光的采集严重受限。

屏幕会大幅衰减入射光，环境光传感器 (ALS) 接收到的光强仅为用户所处环境的 1/100 至1/1000。随着显示技术从 LTPS 升级到 LTPO，再发展到 COE 技术，屏幕透光率已从 3% 降至不足 1%。

OLED 屏幕自身发光会干扰环境光传感器 (ALS) 接收的环境光信号。手机厂商通过与屏幕帧同步的方式，将环境光测量穿插到短暂的帧间隙中；但即便如此，ALS 仍会受到屏幕背部残余散射光的干扰，不同屏幕技术下，这类干扰通常在 1% 左右。

屏幕像素间的微孔会限制环境光传感器 (ALS) 的视场角，使其仅能接收到垂直方向两侧窄范围内的环境光，这一局限在新型 COE 屏幕中尤为显著。在这些极具挑战性的测量场景下，标准 XYZ 颜色传感器无法给出精确的测量结果。

艾迈斯欧司朗联合智能手机市场领先制造商，开发出一系列 OLED 屏下光谱颜色传感器。该技术在可见光范围内设有五个光学通道。在 OLED 屏下光感应用中，对这五通道数据进行处理，即可精准重构 XYZ 响应。



艾迈斯欧司朗新一代OLED屏下光谱传感技术，采用专有滤光技术，可获得高精度色度数据，在LED光源主导的复杂照明环境中至关重要；在低透光率OLED显示屏（约3%至<1%）及宽视场条件下仍保持卓越性能；凭借快速数据采样与先进算法，不受高频PWM调光影响，实现稳定的环境光传感。

新型混合银滤光片，通过在晶圆级干涉滤光片上增加银 (Ag) 涂层，显著增强了对红外 (IR) 波段的阻隔能力。与早期ALS产品相比，其非要红外光响应度大幅降低，降幅高达1000倍（可见光及近红外光谱详细对比见图7）。最新ALS产品采用的新型混合银滤光片技术，可确保显示屏亮度和白点平衡调整所采用的色彩与光强度测量数据，更贴近人眼对环境光的真实感知。



前代干涉滤光片传感器可实现光密度 (OD) 2级，即红外光强度相比其峰值强度降低两个数量级；而采用混合式干涉/银滤光技术的最新ALS产品，在红外波段的光密度最高可达OD4级。

人眼对红外光几乎没有响应，但颜色传感器所用的硅基材料却能探测红外光。在前代环境光传感器 (ALS) 产品中，这种红外灵敏度会导致测量结果失真，使得传感器检测到的光强度（因其可同时探测红外光与可见光）高于人眼实际感知的强度。智能手机常会暴露在多种红外光源下（包括阳光、飞行时间测距传感器 (ToF) 及其他类型距离传感器发出的红外光），这一影响尤为显著。

简单来说，此前传感器可能会对接收到的红外光误判，而进行屏幕亮度的调整。但新一代环境光传感器则有效规避了这一问题。

艾迈斯欧司朗IOS事业部研发负责人Dalibor Stojkovic认为：“我们开发了一系列创新技术，涵盖滤光片、光学元件及传感器芯片等多个领域。这些技术突破，大幅提升了环境光传感器的测量精度。未来，艾迈斯欧司朗将持续携手行业领先合作伙伴，依托这些尖端解决方案，共同推动实现‘色彩还原总能精准呈现预期显示效果’与‘舒适护眼’的双重愿景。”

环境光管理，对显示屏用眼舒适至关重要

TüV莱茵大中华区电子电气产品服务区域总经理刘喜强表示，针对显示屏用眼舒适的标准，除了基础护眼的蓝光和频闪之外，现在更关注显示质量和环境光管理的维度。其中，具备环境光的感知能力需要准确或者接近地判断环境的照度和色温，从而对屏幕亮度和色温进行动态调整。在标准发展的过程中，比较大的挑战在于精确的环境光感知和屏幕调整，由于传感器技术、大小的限制以及屏幕技术的差异，再加上不同终端厂商的屏幕优化策略不同。因此需要上下游厂商共同合作进行优化。

他进一步说道，以手机为例，在很暗的环境下如果没有比较敏感、精准地感知暗场的照度，就会影响屏幕呈现的亮度。另一方面，现在新的光学领域增加了暗场环境的照度色温的感知要求。

面对消费者对用眼健康的需求，TüV从护眼技术、动态显示特性和环境光管理三个维度构建了显示屏护眼能力的评估体系。而我们也看到，艾迈斯欧司朗的传感器通过统计光子数据的方式来感知环境的照度，从而优化屏幕亮度。艾迈斯欧司朗的屏下光谱技术通过精准的环境光管理，确保了用户在不同场景下都能获得始终如一的舒适体验，为终端设备的健康显示树立了新的技术标杆。

DXOMARK产品市场总监Fabien Montagne认为，屏幕显示至关重要。我们的研究结果表明，具备先进色彩自适应功能的智能手机对提升用户体验起着关键作用。艾迈斯欧司朗的创新技术能精准捕捉环境光特性，助力设备动态适配环境光、视觉环境等外部因素。

百万粉丝摄影博主@数码王小机团队的石新宇表示：“在摄影创作的过程中，用户既渴望真实的影像还原，也需要恰到好处的视觉冲击力。色彩精准的智能手机不仅能帮助创作者忠实记录光影细节，还能让作品与观众产生情感共鸣。屏下光谱技术让屏幕能够智能适配环境光，既保障了创作端的色彩可靠性，也提升了用户端的观看一致性，这对整个内容生态而言都具有重要意义。”

屏闪、护眼与显示的平衡

早期OLED采用低频PWM调光，近年通过提升调光频率、优化算法有效降低了屏闪问题。主流厂商采用高频PWM调光技术，显著降低人眼感知风险。部分厂商通过算法优化实现全亮度类DC调光，进一步减少闪烁。刘喜强认为，不一定频闪的频率越高，PWM的频率越高，就会一直给我们带来正向收益。

当前OLED的频闪问题，在健康护眼与优质显示之间构成了一个两难挑战。而破题的关键，在于对频闪的认知需要更加科学和深入。因此评价频闪带来的使用健康影响，就会让我们改变以往不断追求更高频率等同于更加护眼的说法。未来在更科学的评价方式支持下，技术发展方向可能会更科学一些。而从艾迈斯欧司朗的技术分享来看，频闪的PWM驱动频率高低，也会对于环境光的评价和环境光的感知产生一定影响，不一定追求更高频率就是非常好的选择。

准直流调光和无偏光片显示屏为OLED屏下精准的环境光表征带来了挑战，Dalibor解释，准直流调光或者无偏光片的显示屏，它的复杂度更高，这是毋庸置疑的。因此我们需要全局观，不要光看单一的显示器，而要看整体显示效果。传感器是其中一个方法，还有校准、补偿算法或者其他的算法精度的提升，从而达到更好的显像精度或者色彩精准度。这就需要面板制造商或者手机品牌商、OEM多方协作，比如针对一些光谱数据，或者光传输路径的数据要做校准。校准的过程如果做好了，有助于整体显像的真实性，提升类纸的眼部舒适度。又如，为了尽可能地减少色彩失真，需要显示面板厂商、手机品牌商等等共同解决色差和色彩失真问题。

香港理工大学魏敏晨教授表示：“优秀的显示技术，应做到‘视觉无形，体验有感’。色彩还原绝非单纯的技术参数比拼，它对实现健康、自然的视觉体验至关重要。影响屏幕色彩真实性与一致性的关键在于硬件品质、出厂校准、环境光自适应、内容映射以及长期使用的稳定性等多重因素的协同配合。只有经过仔细优化，才能为用户带来最舒适、最自然的视觉感受。”

实现类纸显示

优质的屏幕显示体验应具备环境光自适应调整能力，并提供多样化策略选择，以满足用户的个性化需求。类纸显示是当前主流的用户偏好之一，对于智能手机厂商而言既是机遇也是挑战。艾迈斯欧司朗的屏下光谱技术精准捕获或者评估环境光、同时尽可能避免出现色差或者色彩偏离，其在屏幕色温、成像效果方面都有独特之处。对智能手机厂商而言，类纸显示等进阶屏幕显示效果目前尚未完全落地，但该领域的技术探索与场景拓展仍充满想象空间，这或许正是安卓阵营手机厂商突破同质化竞争、打造差异化优势的重要机会。

艾迈斯欧司朗ALS & Prox产品线负责人Marcel Knecht表示：“显示质量已成为高端智能手机实现差异化的核心要素。我们的环境光传感解决方案显著提升了OLED显示屏的精准适配能力，助力手机制造商更好地满足消费者期待，赢得市场竞争优势。”