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光距离传感器介绍 一.光距离传感器分类 二.光距离传感器工作原理 三.光距离传感器结构设计规范 四.光距离传感器失效问题分析方法 目录 一.光距离传感器分类 2.1 按功能分类 1）可见光传感器，有调节背光功能传感器; 2）接近传感器,有接近功能的传感器; 3）颜色传感器，是在ALS传感器基础上改进，用来侦察环境的亮度，色彩，温度，采用软件调节的方式按检测到的环境色彩/色温来自动调节背光的亮度色彩效果，价格比ALS高近2倍； 4）手势传感器，可定义依手势来控制屏幕的相应功能。 2.2 依封装方式分类   分二合一和三合一传感器和四合一，五合一传感器 二合一传感器：将环镜光+接近传感器二合为一 三合一传感器：可见光+接近传感器+红外LED三合为一，与二合一传感器最大不同是内部集成了红外发射管,不需外部LED支持。 四合一传感器，可见光+接近传感器+颜色传感功能+红外LED四合为一； 五合一传感器, 可见光+接近传感器+颜色传感功能+手势传感功能+红外LED五合为一。     其中在手机上，目前比较常用的是三合一传感器，因为其有如下优点：LED功率比二合一外接LDE功率更容易控制;将发射、接收集成并设计最小化，设计安装更加没有空间的限制，对于结构部分要求也会简单;二合一传光感实际设计的时候需要重点考虑装入机构内之后的内部绕射的问题，而三合一传感器因内部已用不锈钢材质做了隔断，设计上主要考虑与TW安装的高度，但也因其一体化使得发射与接收之间的间距较近，实际安装外部隔离难以实施。 二.光距离传感器工作原理 光距离传感器应用在手机上作用：节能/保护视力/使背光亮度柔和/打电话时避免触膜错误,要实现此功能光传感器需有两大功能：ALS+PROX； 2.1 ALS原理：    通过采集环境光的亮度，然后产生电流的变化，进行输出模拟信号，再转换为数据信号传输给主芯片来自动调节背光的亮度；ALS侦察的目的是这了识别当前环境亮度的情况，通过软件的设置值来自动调节LED功率从而控制其屏幕的背光亮度值，在不同环境下光传感器LED功率自动调节。 2.2PROX原理：    通过IR LED 发射的红外线，穿透TW 碰到物体，然后经物体反射，被IR Sensor接受，Sensor将信息传给主芯片，进而控制LCD的亮和灭： 三.光距离传感器结构设计规范 3.1 TW光感（IR）孔设计 TW上IR孔径决定了发射与接收的区域大小，针对ALS部分很大情度上决定了ALS接收的角度，进而决定了接受光强的效果, 见下面接受角度与接收光强的关系; 针对Prox部分，表面开孔过小容易造成发射与接收角过小导致在隔断设计情况下功能死区情况。 光感各供应商都对IR开孔有明确的要求，有的要求开成跑道型，有的要求开成圆形，具体还是按供应商的要求来定，在开模前要把设计好的图档发给器件供应商评估确认下； 3.2 TW IR孔透光率要求      可见光部分透光率（以540nm为准）依15%±5%管控，从美观上考虑，为了从外观看sensor不明显，可见光部分占主导，经验证，可见光透光率设计在10%基本无法看到sensor在内部的情况。小于10%的透光率因油墨印刷工艺(公差+/-3%)的限制很难保持一致性，这样对于ALS的侦察一致性范围差异非常大。      红外部分透光率(以850nm为准)需=75%，红外部分的透光率直接决定接近功能的实现，如果红外透过率差，表明内部绕射会比较严重; 除此之外红外部分经过发射/接收二次衰减，整体接近透过率为实际透过率的平方，所以这个透过率越大越好。 3.3 TW 玻璃(IR孔区域)的厚度要求    一般TW玻璃 (IR孔区域)厚度要求=1.0mm, 过厚会对衰减红色光能量，也会加大内部绕射量;    理想的TW玻璃 (IR孔区域)厚度是确保0.5mmT≦0.7mm;  如果项目使用的TW玻璃 (IR孔区域)厚度超过1.0mm以上，需单独发给光感厂评估，做光学模拟后再做光感结构设计。 3.4 光感器件的装配 3.4.1 焊接在PCB板上再与壳体装配，也称COB设计方案 1）这种情况一般硅胶套高度较高，组装时硅胶胶容易碰掉，壳料上光感开槽四周骨位要倒C0.2以上倒角; 2）光感硅胶套与光感孔间隙(D2)为单边留=0.3mm, 空间允许做到0.5mm以上。 3.4.2  焊接在FPC上再贴在光感支架，后与面壳装配 1）这种方式来料为光感FPC，FPC装在光感支架上成一整体，后装到PCBA上，光感器支架定位柱与光感FPC定位孔配合间隙0.05mm;  2）这种定位方式相对误差累积大，光感硅胶套与光感孔间隙(D2)为单边留=0.3mm, 空间允许做到0.5mm以上。 三.光距离传感器结构设计规范 3.5光感器件的堆叠要求 3.5.1光传感器周围不能放