接近傳感器與環(huán)境光傳感器結(jié)合封裝有何優(yōu)勢

諸如手機之類的消費類設備正在使用越來越多的傳感器來節(jié)省電量并增強我們與之的互動。一些最新的設備具有十多個傳感器。對于手機制造商來說，問這些傳感器中的任何一個是否可以共同封裝以節(jié)省功率，空間和成本是一個很自然的問題。將接近傳感器與環(huán)境光傳感器共同包裝有許多充分的理由。在闡明了他們的角色，他們的操作和一些簡單的區(qū)別之后，將討論這些原因。

環(huán)境光傳感器的作用類似于測量周圍光線的系統(tǒng)的眼睛。如果設備在室內(nèi)，那是房間里的燈。如果設備在室外，則可能在日光照射下變亮，或者在陰涼處變少。通過發(fā)光二極管（LED）進行此光量的測量并進行量化，以使系統(tǒng)能夠調(diào)整其自身的顯示。如果周圍的光線明亮，則顯示屏的背光將以最大功率運行。如果該區(qū)域較暗，則會減少背光燈，從而節(jié)省電量。順便提及，這也使用戶滿意。您是否曾經(jīng)嘗試過在黑暗的房間里直視明亮的光線？過度刺激會使眼睛很快疲勞，因此環(huán)境光傳感器提供的調(diào)光功能是受歡迎的。挑戰(zhàn)在于硅二極管自然會對很寬的波長做出反應。必須將環(huán)境光傳感器設計為模仿人眼。這種過濾是傳感器的質(zhì)量測量之一，特別是因為大多數(shù)光源的能量都在紅外波長范圍內(nèi)（請考慮哪些光源也會散發(fā)熱量）。為了演示這種過濾，請參見圖1中的曲線圖。與人眼的響應相比，Intersil的ISL29028A在其環(huán)境光傳感器中提供了最佳的過濾匹配。

ISL29028A的人眼響應，環(huán)境光傳感器頻譜和接近感應頻譜。

接近傳感器測量紅外信號。接近傳感器不是驅(qū)動來自周圍區(qū)域的信號，而是驅(qū)動外部紅外LED。來自該LED的信號被引向接近傳感器上方。如果某些物體進入紅外發(fā)射路徑，則某些物體會被反射回傳感器。接近傳感器內(nèi)還有另一個LED可以接收反射的光。這允許系統(tǒng)對即將發(fā)生的某人或某事做出反應。一個很好的例子是在許多手機上。當用戶將手機放在耳邊時，用戶不希望他們的臉頰“按下按鈕”或掛斷電話。如果只要將手機放在用戶的耳朵旁，手機都可以關(guān)閉觸摸屏，那將很方便。這正是接近傳感器允許手機執(zhí)行的操作。

現(xiàn)在，這兩個獨立的系統(tǒng)以一個軟件包的形式提供。半導體公司是否對集成更多功能和系統(tǒng)的動力感到興奮，還是將接近傳感器與環(huán)境光傳感器共同包裝是否具有真正的優(yōu)勢？

雖然它們確實是兩個獨立的系統(tǒng)，但它們都是使用感應LED的光學系統(tǒng)。他們從外界收集信息，對其進行量化，然后將其提供給系統(tǒng)。當前，系統(tǒng)主要使用該信息來調(diào)整顯示器的背光。該信息將來也可以很容易地用于控制更多的系統(tǒng)功能。

當然，節(jié)省空間，共享電源以及組合電源旁路非常方便。解決方案的大小是許多系統(tǒng)（尤其是便攜式系統(tǒng)）中的關(guān)鍵參數(shù)。接近傳感器和環(huán)境光傳感器的共同包裝是開發(fā)更緊湊但功能增強的手機的一個有利步驟。

下一個原因稍微更微妙：位置。接近傳感器和環(huán)境光傳感器都需要進入外部環(huán)境才能正常運行，因此它們在系統(tǒng)中的位置與其靈敏度和正確操作密切相關(guān)。在某些情況下，環(huán)境光傳感器是單獨包裝的，因此它已被放置在系統(tǒng)內(nèi)部的更深處-揚聲器屏幕的后面，或者距離附近的外部訪問點更遠的印刷電路板。這種做法促使環(huán)境光傳感器對這種間接光越來越敏感。光強度以勒克斯為單位。當日光超過100,000 lux時，這些環(huán)境光傳感器可以檢測到0.001 lux！那只是燭光的一小部分。有關(guān)各種光源的勒克斯水平的實際排列，請參見圖2。

照度值表

將接近傳感器和環(huán)境光傳感器放在同一包裝中的最后一個令人信服的理由是，它可以實現(xiàn)兩者之間的快速且不受干擾的通信。請記住，在開始解釋環(huán)境光傳感器的過程中，我們曾解釋過其傳感器必須模仿人眼的方式。人眼看不到紅外光，因此環(huán)境光傳感器經(jīng)過專門設計，可以去除紅外波長范圍內(nèi)的盡可能多的能量。還請記住，接近傳感器精確地在紅外光譜范圍內(nèi)運行。每當接近傳感器嘗試進行測量時，它都會同時發(fā)出紅外光，以希望反彈附近的物體。這種紅外線能量很容易淹沒環(huán)境光傳感器的輸入并導致錯誤的正值測量，在這種情況下，環(huán)境光傳感器測量的光能比周圍區(qū)域?qū)嶋H更多。因此，至關(guān)重要的是協(xié)調(diào)環(huán)境光傳感器和接近傳感器的操作。盡管這可以通過微控制器來完成，但在單個封裝內(nèi)進行這種協(xié)調(diào)比較容易，而且占用空間也小得多。那個包裹既容納環(huán)境光傳感器又包含接近傳感器。

將環(huán)境光傳感器和接近傳感器放置在同一包裝中具有許多優(yōu)點。它們都可以通過調(diào)暗或關(guān)閉背光燈以及與同一系統(tǒng)模塊進行接口來節(jié)省功率。共同包裝節(jié)省了空間并降低了復雜性。兩個傳感器都需要進入系統(tǒng)外部，并且可能位于相似的位置。并且由于來自接近傳感器系統(tǒng)的干擾會干擾環(huán)境光傳感器，因此這兩個功能之間的協(xié)調(diào)至關(guān)重要。出于所有這些原因，將接近傳感器和環(huán)境光傳感器共同包裝具有巨大的優(yōu)勢。

編輯：hfy