光傳感器在手持設備中擺放位置的幾點(diǎn)考慮

　　光線(xiàn)監測角度

　　環(huán)境光傳感器或接近傳感器的性能之一是其光線(xiàn)監測角度，如圖1和圖2所示。請注意當傳感器放在主電路板上時(shí)光感離面板玻璃下方較遠時(shí)光線(xiàn)監測角度是如何減小的。該距離越大，光線(xiàn)監測角度的減小就越多。

　　在環(huán)境光感測情形中，環(huán)境光是通過(guò)非常有限的透光孔照射到傳感器上的。(系統設計中另一個(gè)可選方案是增加一個(gè)導光柱，但這會(huì )增加成本，因此通常不會(huì )被采用。)在接近感測情形中，只需要在有限的角度感應到物體的靠近。所以應用的不同所希望的監測角度設計是不一樣的。

　　對于移動(dòng)電話(huà)應用，需要檢測的目標物通常是人的耳朵或臉頰，以表明使用者正在將電話(huà)靠近其頭部。在此具體情況下，較小的光線(xiàn)監測角度也完全可以滿(mǎn)足需要。但是，如果接近傳感器是用于感測手勢或者與手或手指的互動(dòng)功能，則光線(xiàn)監測的角度就必須顯著(zhù)擴大。

　　目前尚沒(méi)有這類(lèi)應用中關(guān)于光線(xiàn)監測角度的國際標準，所以每個(gè)智能手機生產(chǎn)商都有各自的規范。通常，可接受的光線(xiàn)監測角度多為大約距中心±30度，亦即總共60度。

　　內部反射干擾

　　光線(xiàn)監測角度不只是受傳感器從FPCB轉移到PCB的惟一的影響。由于增加空氣間隙而導致的光路距離的增加還會(huì )造成內反射干擾的增加。距離越大，內反射光量就越大。目前市面上的許多傳感器不能應對大量的內反射。內反射干擾會(huì )減小接近檢測的距離甚至導致光傳感器完全飽和。

　　Intersil的ISL29038包括偏移調整功能，允許制造商利用該偏移調整功能對內反射干擾進(jìn)行補償和恢復到完整檢測范圍。另外它還包括IR補償功能，允許制造商根據具體玻璃響應來(lái)調整環(huán)境光傳感器響應。

　　可通過(guò)在IR LED和傳感器之間增加一個(gè)隔斷來(lái)改進(jìn)上述傳感器系統的設計。這個(gè)隔斷的材料應當采用能完全阻止紅外能量的。有些設計中隔斷的選擇還要匹配面板玻璃與電路板之間的距離。雖然這給結構設計帶來(lái)了方便，但會(huì )產(chǎn)生盲區。盲區是一種有害情形，這時(shí)目標物可能已非?？拷鼈鞲衅鞯荒鼙粰z測到。

　　IR LED有一個(gè)可傳播其能量的區域，傳感器有一個(gè)可接受信號的三維區域。這些區域通過(guò)圖中開(kāi)口向上的角表示。通過(guò)將上述隔斷的高度降低至允許這兩個(gè)相交在面板玻璃處即可消除盲區。當然，有些制造商并不愿意承受增加隔斷帶來(lái)的附加成本。

　　其他考慮

　　需要考慮的另一種情況是3合1系統，亦即IR LED與傳感器封裝在一起的單芯片方案。具有偏移調整功能的3合1解決方案是ISL29147。在這種情形中仍然推薦要加隔斷，但結構設計有很大的不同。對于3合1系統，很難直接在芯片上加一隔斷來(lái)消除IR LED對傳感器的串擾。

　　因此常見(jiàn)做法是使用稱(chēng)為有兩個(gè)孔的硅膠套的結構。硅膠套可在零件上恰當地滑動(dòng)，確保內置的隔斷正確對準，并在手機(或其他設備)意外掉落時(shí)不會(huì )因震動(dòng)而導致位置偏移。同樣，硅膠套也有成本，即使有主流傳感器生產(chǎn)商如Intersil提供示范設計，一些制造商也會(huì )猶豫是否要添加硅膠套。

　　一些設計(如平板電腦和便捷式電腦)只使用環(huán)境光傳感器(ALS)，以便通過(guò)低屏幕亮度來(lái)省電。ALS零件只接收光。由于其系統沒(méi)有發(fā)射元件，所以傳感器從柔性電路板轉移到主電路板會(huì )影響光線(xiàn)監測角度，但不會(huì )增加串擾。

　　同樣，通常也使用周邊圍起來(lái)的隔斷來(lái)避免來(lái)自意想不到的反射光(或者攝像頭模塊的反射光)進(jìn)入零件。ALS是便攜式電腦設計的一部分，ISL29023已在Windows 8參考設計中，Window 8已集成了ISL29023的驅動(dòng)軟件。

　　在實(shí)踐中，高性能的手機仍然使用柔性電路板來(lái)使傳感器元件貼近面板玻璃，以提供最佳性能。由于手機要同時(shí)考慮質(zhì)量與價(jià)格，所以消除柔性電路板的需要就變得更加強烈。

　　傳感器和IR LED可能并非柔性電路板上的唯一元件。它們通常與攝像頭模塊或音頻元件分享電路板空間。如果去除柔性電路板，則需要將這些元件重新排列和放置到主電路板上。