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近接传感器与环境光线传感器共同封装的优势

2014-03-01 sensor 689

移动电话、平板设备等消费性电子装置正使用更多的传感器来节省电力,并强化用户与这些装置的互动操作。有一些最新的装置具有十个以上的传感器,由此带来的需求是这些传感器能否封装在一起,进而节省电力、空间及成本。环境光线传感器与近接传感器是两个分开的系统,但二者也都是采用感应的Photodiode光学系统,并从外部世界收集信息、量化这些信息后提供给系统,系统则主导这些信息的使用,进而调节显示器的背光。不过,未来这些信息将能被轻易用于控制更多的系统特性。将环境传感器与近阶传感器共同封装,有利于节省空间、分享供应电压,以及整并电源供应线路。在许多系统中,解决方案的尺寸向来是关键,特别是对可便携式产品而言。因此对于发展体积更小、功能更强大的移动电话而言,将环境光线传感器与近接传感器封装在一起,是很有利的一步。  

环境光线传感器就像是系统的眼睛一般,用以测量周遭的光线。假如这个装置是处于室内,那么所须测量的就是房间内的光线。若此装置是位于室外,光线可会因为在阳光下而更亮,抑或因为处于阴影下而更暗。光线数量的测量是由光电二极管(Photodiode)进行并予以量化后,启动系统去调整显示器亮度。假如周遭的光线很明亮,则显示屏的背光板会以全功率运作;若所处环境是昏暗的,则背光会降低,藉此节省一些电力,刚好这样的调节也能让使用者感到满意。你是否试过在一间昏暗的房间内直视明亮的光线?眼睛会因为这种过度刺激而很快的疲累,所以环境光线传感器能够调暗光线是非常令人欢迎的额外功能。惟挑战之 处在于硅制成的二极管天生就会对较宽广的波长光谱有反应,所以环境光线传感器必须设计成能模仿人类的眼睛。此种过滤功能也是传感器质量测量方式之一。  

近接传感器会测量红外线信号,不是测量来自周遭环境区域的信号,近接传感器驱动着外置式的红外线LED,来自于这颗LED的信号就直接在近接传感器上方发射出去。若有东西进入红外线发射路径之内,有一部分就会被直接反射回至传感器。近接传感器之内则有另一颗Photodiode负责接收反射回来的光线,这让系统可对靠近的某人或某事物做出反应。我们可以在许多移动电话上看到很棒的例子。用户不希望其脸颊会按下按钮,或是当他们将手机往上移到耳朵时会把电话挂断。针对这些情况,如果在用户将电话移至耳朵部位时,电话都能关掉触控萤幕功能,那将会带来莫大的方便。这两个分开的系统现在已可被封装在一个封装体中。  

其次的原因是位置,为能正常运作,近接传感器与环境光线传感器两者都必须能够接近外部环境,它们在系统内的放置位置,与它们的灵敏度及正确运作强烈相关。 在一些例子中,当环境光线传感器是被单独封装时,它可能被安置在系统的深处,也就是在扬声器屏蔽后面,或是距离邻近外部接入点更远,位在印刷电路板 (PCB)更里面的位置。这样的作法,迫使环境光线传感器必须对间接光线具有更佳的灵敏度。 

最后,让两者之间有快速又不受干扰的沟通,也是为何要把近接传感器与环境光线传感器封装在一起的原因。还记得在一开始时,我们解释了环境光线传感器的运作原理,以及为什么它必须能模仿人类眼睛的运作吗?人类的眼睛是看不到红外线的,所以环境光线传感器是被设计成能够尽可能移除来自红外线波长的能量。请同时记住,近接传感器却是在红外线光谱内进行精密的运作。每当近接传感器试图进行测量时,它会同时送出红外线,并希望接收到来自附近物体反射回来的红外线。这种红外线能量会很容易变成环境光线传感器的输入,并造成错误的正测量,这种情况将造成环境光线传感器测量到比真正所处周遭环境还要多的红外线。也因此, 在环境光线传感器与近接传感器之间的协调就变得很重要。虽然这可透过微控制器(MCU)来达成,但单一封装内达成这种协调,却更为容易且占位空间可更少。  

将环境光线传感器与近接传感器放在同一个封装内可提供诸多优点,两者都可透过调暗或是关闭背光来节省电力,且接口是在同一个系统方块中。共同封装可节省空 间并减少复杂度,两种传感器都须要接近系统的外部,并最好是放置在同一位置。同时,因为来自近接传感器的干扰会阻碍环境光线传感器,所以两者之间的协调是非常重要的。  

综合以上种种因素,将近接传感器与环境光线传感器共同封装会有极大的优势。  

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