本文主要介绍在确定便携式设备设计中的光传感器位置时应考虑的几个重要因素。统的传感器解决方案放在FPCB上(图1)。常,IR LED(红外LED)和传感器(包括环境光传感器和接近传感器)布置在柔性卡(或FPCB)上。用FPCB,传感器可以靠近机器面板,并且与面板玻璃底面的距离仅为0mm至0.2mm。FPCB及其主电路板连接器的成本约为20至30美分。可以花费1美分进行的漫长谈判中,可以想象到保存FPCB连接并将传感器直接放置在主板上是多么诱人。果将IR LED和传感器放置在主印刷电路板上,则偏差(与平板玻璃底面的距离)可以在0.5 mm至2.0至6.0 mm或更大的范围内变化。离越大,恒温阀芯传感器正常工作的难度就越大(图2)。图1和2所示,环境光传感器或接近传感器的性能之一是其光监视角度。
注意,当传感器处于垂直状态时,如何减小光监视角度。传感器放置在主印刷电路板上时,请将其放置在面板玻璃下方。

离越大,光监控的角度越小。检测环境光的情况下,环境光通过非常有限的透光孔朝传感器照射。(系统设计中的另一个选项是添加光导,但这会增加成本,因此通常不使用它。在接近检测的情况下,仅需要检测以有限的角度接近物体。
此,期望的监视角度设计对于不同的应用是不同的。于移动电话应用程序,要检测的目标通常是人的耳朵或脸颊,以指示用户正在将电话拉近其头部。这种特定情况下,较小的光监控角度也可以满足需要。是,如果将接近传感器用于检测手势或与手或手指进行交互,则应大大扩展光监控的角度。此类应用中,目前尚无用于监视角度的国际标准,因此每个智能手机制造商都有自己的规格。常,可接受的光监控角度主要是距中心大约±30度,这表示总共60度。线角度的监视不仅受传感器从FPCB到PCB的转移的影响。于气隙的增加而导致的光路距离的增加也将导致内部反射的干扰增加。
离越大,内部反射的光量越大。前市场上的许多传感器无法应对大量的内部反射。部反射干扰会减小接近检测距离,甚至导致光学传感器完全饱和。Intersil ISL29038包含偏移调整功能,制造商可以使用此偏移调整功能补偿内部反射干扰并将其恢复到整个检测范围。还包括IR补偿,允许制造商根据玻璃的特定响应来调整环境光传感器的响应。

述传感器系统的设计可以通过在IR LED和传感器之间添加一个隔板来进行改进。隔板的材料应该能够完全阻挡红外能量。某些型号中,隔板的选择必须与面板玻璃和印刷电路板之间的距离相对应。然这给结构设计带来了便利,但会产生盲点。

区是一种有害情况。时,目标可能非常靠近传感器,但无法检测到。IR LED的区域可以扩散能量,传感器的三维区域可以接收信号。些区域在图中用开口的向上角度表示。以通过减小上述隔板的高度来消除盲区,以使二者在面板玻璃上交叉。然,一些制造商不愿意承担增加分区的额外费用。考虑的另一种情况是3合1系统,即IR LED和传感器组合在一起的单芯片解决方案。有偏移量调节功能的3合1解决方案是ISL29147。这种情况下,总是建议添加分区,但是结构设计却大不相同。于三合一系统,很难直接在芯片上添加分区以消除传感器上的IR LED串扰。此,通常的做法是使用称为两孔硅胶套的结构。胶套可以在零件上正确滑动,以确保内置隔板正确对齐,并且在手机(或其他设备)意外跌落时不会因振动而引起位置变化。样,硅胶套也有成本,尽管诸如Intersil之类的传统传感器制造商提供了演示设计,但一些制造商仍不愿添加硅胶套。些型号(例如平板电脑和笔记本电脑)仅使用环境光传感器(ALS)来降低屏幕亮度,从而节省能源。ALS部件仅接收光。于其系统没有传输元件,因此将传感器从柔性印刷电路板转移到主印刷电路板将影响光监控角度,但不会增加串扰。样,周围的外壳通常用于防止意外的反射光(或摄像机模块反射的光)进入房间。ALS是笔记本电脑设计的一部分,ISL29023是Windows 8基准测试设计,Window 8集成了ISL29023驱动程序软件。际上,高性能手机始终使用柔性印刷电路板将玻璃的传感器元件拉近面板,以提供最佳性能。于手机必须同时考虑质量和价格,因此消除柔性电路板的需求变得越来越强烈。感器和IR LED可能不是柔性电路板的唯一组件。们通常与相机模块或音频组件共享卡空间。果卸下了柔性印刷电路板,则必须重新组织这些组件并将其放在主印刷电路板上。
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