一、光距离Sensor介绍及其工作原理
光学物理量:照度(Illuminance)是照射到单位面积上的光通量,其单位是:Lux。阳光直射的正午照度大约为110000Lux,而普通房间灯光下照度仅100Lux。由此,光线传感器(light sensor)其概念为:
MID显示屏在不同照度下,人眼对背光亮度的感受。
其可具备如下一些功能:可见光传感器(用于调节背光)、接近传感器(距离感应)、颜色传感器(在ALS传感器基础上改进而来)、手势传感器(依据手势来控制屏幕相应功能)。通常所见居多的为二合一(可见光+接近)、三合一(可见光+接近+红外)。
距离感应器概念则显而易见,这里介绍一下其分类:线圈磁铁式、电涡流式、霍尔式、电容式、光学、红外……
图1 红外近程传感器的原理
以二合一传感器为例:红外发射管(IR_LED)发射红外线,经过物体的反射被红外接收管所接收。距离感应器在设计上需要考虑的因素居多,主要有以下几个方面:
1、四个距离
图2 A为sensor和LED之间的距离,B/C为二者和挡板之间的距离,D为挡板的高度
2、玻璃的透光率和对viewing angle的影响
3、反射物的处理算法
光距离传感器在目前的移动通讯设备中是必不可少的,可以使设备节能、保护视力、柔滑背光,打电话时息屏防误触等等作用。
根据其结构划分为两个主要的功能:测光和测距。在分析和编写驱动代码的过程中同样是围绕这两个主题。
ALS:通过采集环境光的亮度,然后产生电流的变化,输出模拟量,在转换为数据信号给主芯片来自动调节背光亮度。
PS:通过LED发射的红外线,穿透手机TW(光感孔)和TP(触屏)玻璃盖板碰到物体,然后经过反射被IR Sensor所接受,进而通过芯片控制LCD的亮灭。
二、光传感器结构设计规范
在驱动开发的过程中,有时候出现的传感器失灵的现象很大程度与硬件方面相关,需要对此方面做一些了解和总结:
1、TW孔径决定了发射与接收区域的大小,针对ALS部分很大程度上决定了ALS接收的角度,进而决定了接受光强的效果。若孔径过小,则Sensor可感知的光范围仅为Sensor和TW孔两点连线延长线的位置,会导致屏幕感光不尽如人意。针对PS部分,开孔过小会导致发射与接收角过小,进而导致在有隔断设计的情况下出现一直检测被遮挡的情况,出现功能死区。
2、IR孔透光率要求
查阅资料:可见光部分透光率(540nm)以15%~5%把控,从美观上考虑,可见光透过率设计在10%基本无法看到Sensor,因工艺导致3%的公差,因此ALS侦察一致性差异非常大。红外部分透光率(850nm)需要>75%,如果红外透过率差,表明内部绕射比较严重,除此之外经过发射接收管的二次衰减,整体接近透过率为实际透过率的平方。其直接决定接近功能的实现,因此透过率越大越好。
3、一般TW玻璃厚度要求在0.5~0.7mm,过厚会衰减红色光能量,也会加大内部绕射量。用毛玻璃盖板会有效增加ALS的准确性(用漫反射替代了小孔成像),但是要评估其对红外内部绕射的影响,其极有可能造成距离感应失灵。