隨著智能手機的發(fā)展,,光距離傳感器也幾乎成了標(biāo)配,這個東西雖小,,作用卻不小,,打電話時靠近滅屏,遠(yuǎn)離亮屏,,節(jié)省電量,;而結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的尺寸和配合對傳感器的靈敏度有重要影響,下面就介紹下光距離傳感器的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計要求,; 一,、按功能分類
1)可見光傳感器,有調(diào)節(jié)背光功能傳感器; 2)接近傳感器,有接近功能的傳感器; 3)顏色傳感器,,是在ALS傳感器基礎(chǔ)上改進,,用來偵察環(huán)境的亮度,色彩,,溫度,,采用軟件調(diào)節(jié)的方式按檢測到的環(huán)境色彩/色溫來自動調(diào)節(jié)背光的亮度色彩效果,價格比ALS高近2倍,; 4)手勢傳感器,,可定義依手勢來控制屏幕的相應(yīng)功能。 二,、依封裝方式分類 分二合一和三合一傳感器和四合一,,五合一傳感器 二合一傳感器:將環(huán)鏡光+接近傳感器二合為一 三合一傳感器:可見光+接近傳感器+紅外LED三合為一,與二合一傳感器最大不同是內(nèi)部集成了紅外發(fā)射管,不需外部LED支持,。 四合一傳感器,,可見光+接近傳感器+顏色傳感功能+紅外LED四合為一; 五合一傳感器, 可見光+接近傳感器+顏色傳感功能+手勢傳感功能+紅外LED五合為一,。 其中在手機上,,目前比較常用的是三合一傳感器,,因為其有如下優(yōu)點:LED功率比二合一外接LDE功率更容易控制;將發(fā)射、接收集成并設(shè)計最小化,,設(shè)計安裝更加沒有空間的限制,,對于結(jié)構(gòu)部分要求也會簡單;二合一傳光感實際設(shè)計的時候需要重點考慮裝入機構(gòu)內(nèi)之后的內(nèi)部繞射的問題,而三合一傳感器因內(nèi)部已用不銹鋼材質(zhì)做了隔斷,,設(shè)計上主要考慮與TW安裝的高度,,但也因其一體化使得發(fā)射與接收之間的間距較近,實際安裝外部隔離難以實施,。 光距離傳感器應(yīng)用在手機上作用:節(jié)能/保護視力/使背光亮度柔和/打電話時避免觸膜錯誤,要實現(xiàn)此功能光傳感器需有兩大功能:ALS+PROX,; 2.1 ALS原理: 通過采集環(huán)境光的亮度,然后產(chǎn)生電流的變化,,進行輸出模擬信號,,再轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號傳輸給主芯片來自動調(diào)節(jié)背光的亮度;ALS偵察的目的是這了識別當(dāng)前環(huán)境亮度的情況,,通過軟件的設(shè)置值來自動調(diào)節(jié)LED功率從而控制其屏幕的背光亮度值,,在不同環(huán)境下光傳感器LED功率自動調(diào)節(jié)。 2.2PROX原理: 通過IR LED 發(fā)射的紅外線,,穿透TW 碰到物體,,然后經(jīng)物體反射,被IR Sensor接受,,Sensor將信息傳給主芯片,,進而控制LCD的亮和滅: 3光感結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范3.1 TW光感(IR)孔設(shè)計
TW上IR孔徑?jīng)Q定了發(fā)射與接收的區(qū)域大小,針對ALS部分很大情度上決定了ALS接收的角度,,進而決定了接受光強的效果, 見下面接受角度與接收光強的關(guān)系; 針對Prox部分,,表面開孔過小容易造成發(fā)射與接收角過小導(dǎo)致在隔斷設(shè)計情況下功能死區(qū)情況。 光感各供應(yīng)商都對IR開孔有明確的要求,,有的要求開成跑道型,,有的要求開成圓形,具體還是按供應(yīng)商的要求來定,,在開模前要把設(shè)計好的圖檔發(fā)給器件供應(yīng)商評估確認(rèn)下,; 3.2 TW IR孔透光率要求 可見光部分透光率(以540nm為準(zhǔn))依15%±5%管控,從美觀上考慮,,為了從外觀看sensor不明顯,,可見光部分占主導(dǎo),經(jīng)驗證,,可見光透光率設(shè)計在10%基本無法看到sensor在內(nèi)部的情況,。小于10%的透光率因油墨印刷工藝(公差+/-3%)的限制很難保持一致性,這樣對于ALS的偵察一致性范圍差異非常大。 紅外部分透光率(以850nm為準(zhǔn))需>=75%,,紅外部分的透光率直接決定接近功能的實現(xiàn),如果紅外透過率差,,表明內(nèi)部繞射會比較嚴(yán)重; 除此之外紅外部分經(jīng)過發(fā)射/接收二次衰減,,整體接近透過率為實際透過率的平方,所以這個透過率越大越好,。 3.3 TW 玻璃(IR孔區(qū)域)的厚度要求 一般TW玻璃 (IR孔區(qū)域)厚度要求<=1.0mm, 過厚會對衰減紅色光能量,,也會加大內(nèi)部繞射量; 理想的TW玻璃 (IR孔區(qū)域)厚度是確保0.5mm<T≦0.7mm; 如果項目使用的TW玻璃 (IR孔區(qū)域)厚度超過1.0mm以上,需單獨發(fā)給光感廠評估,,做光學(xué)模擬后再做光感結(jié)構(gòu)設(shè)計,。 3.4 光感器件的裝配 3.4.1 焊接在PCB板上再與殼體裝配,也稱COB設(shè)計方案 1)這種情況一般硅膠套高度較高,,組裝時硅膠膠容易碰掉,,殼料上光感開槽四周骨位要倒C0.2以上倒角; 2)光感硅膠套與光感孔間隙(D2)為單邊留>=0.3mm, 空間允許做到0.5mm以上。 3.4.2 焊接在FPC上再貼在光感支架,,后與面殼裝配 1) 這種方式來料為光感FPC,,F(xiàn)PC裝在光感支架上成一整體,后裝到PCBA上,,光感器支架定位柱與光感FPC定位孔配合間隙0.05mm; 2)這種定位方式相對誤差累積大,,光感硅膠套與光感孔間隙(D2)為單邊留>=0.3mm, 空間允許做到0.5mm以上。 3.5光感器件的堆疊要求 3.5.1光傳感器周圍不能放置其它發(fā)光體(如充電燈,,信號燈位置),,檢查LCD其它發(fā)光體是否漏光對傳感器的影響; 指示燈與光感的中心距離要控制在3.0mm以上,避免空間過小導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)不好做,,致使指示燈光線漏到光感內(nèi),,影響光感功能。 3.5.2 隨著大屏手機越來越普及,,這個距離尤其重要關(guān)注,,否則會出現(xiàn)在使用過程中由于沒被觸動而亮屏現(xiàn)象,堆疊時光感所處位置以靠近聽筒為原則,,建議聽筒與光感器中心距(C)不超過20mm,; 3.5.3 當(dāng)要求光感偵測距離為5~7cm時,TW下表面到光感器上表面距離D必須根據(jù)各供應(yīng)商的要求選擇,; 3.6光感硅膠套設(shè)計規(guī)范 3.6.1 光感套材質(zhì)硅膠ZY-870A或KE971,,油壓模,硬度65~75,,顏色黑色,,并在2D圖紙技術(shù)說明; 3.6.2 機構(gòu)必須破孔讓硅膠套完整露出與TW過盈配合,過盈量(D3)為0.15mm; 3.6.3 面殼與硅膠套的單邊設(shè)計間隙單邊>=0.3mm(D2), 空間允許做到0.5mm以上(有利于可靠性跌落測試防撞); 3.6.4 硅膠套內(nèi)部五側(cè)(內(nèi)頂和周邊四側(cè))和光感器零配, 下表面到PCB(無論大板還是小板)或光感FPC距離保留0.15mm(D11); 3.6.5 Rubber按照sensor發(fā)射接收開孔位置中心點開雙孔,,雙孔直徑(接收孔D5,、接收孔D6)開孔大小根據(jù)不同器件的規(guī)范要求,孔壁不做拔模角度,; 3.6.7 光感器硅膠套中間隔墻厚度(D4)為根據(jù)各供應(yīng)商要求確定,;隔墻不做R角和拔模。 3.6.8 Rubber 頂部與TW接觸壁厚倒C角,,減小接觸面積,,以防因過盈導(dǎo)致受力大TW翹起; 3.6.9 Rubber四周外墻膠厚0.4~0.5mm(D7),但是需要考慮到Rubber的預(yù)壓問題,,建議在空間允許的情況下盡可能做厚一點; 3.6.10 硅膠套設(shè)計上要考慮裝配方向防呆設(shè)計,,防止組裝時裝反; 3.6.11 雙孔區(qū)域和中間開槽區(qū)域(與光感發(fā)射與接收關(guān)聯(lián)的視區(qū)內(nèi))不能有披鋒和多膠,、少膠,、縮水不良,在2D圖紙技術(shù)說明事項要強調(diào),; 3.6.12 硅膠套一模多穴,,所有穴號要送測FAI尺寸報告;
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