光接近传感器介绍总结汇总

CM36682 结构堆叠建议
参数备注： C1 ：sensor ALS/PS PD 中心与IRLED发光中心间距 H1 ：PCB至TP玻璃下表面距离 H2 ：sensor上表面至TP 玻璃下表面距离(sensor 高度为1.1mm,H1=H2+1.1) D1/D2: TP lens开孔直径 W1: rubber 中间挡墙 上表面宽度 W2： rubber 中间挡墙 下表面宽度
ALS/PS 原理介绍
光谱 ALS光谱&PS 光谱特性
ALS 原理介绍
ALS
ALS 原理介绍
ALS(ambient light sensor),又称环境光传感器，用来对环境光进行测 量，对这种量级的光的测量是由光敏二极管进行的，通过放大，模数转换等 处理，将光能量得到量化，通过BB，WLED dirver 控制调节，可使系统调 整显示屏亮度。如果所在区域光线较暗，就会减少背光，以节省电力，而且 会给用户舒适的体验，反之如果在较亮区域，就会增加显示屏背光亮度。环 境光传感器会仿照人眼对光感应的特性来设计，通常会选择和人眼感应最接 近的绿光频谱波段作为参照，其中心波段为550nm。
CM36682 结构堆叠建议
架起方式
CM36682 结构堆叠建议
结构建议： 1 2 当间隙大于0.3mm 时候，需要加装rubber,以防内部串光过大 当间隙小于等于0.3mm时，信噪比能满足要求，可不加装rubber, 但考虑实际组装中存在公差，为确保内部串光一致性，仍建议加装 rubber。 也可通过在FPC底部加泡棉的方式，使CM36682抬高，和TP 玻 璃下表面做到无间隙，这样既不会因组装公差碰坏，也可保证串 光一致性。
主要内容
ALS/PS原理介绍 光传感器分类 capella（凌耀） 简介 2in1 分离方案 和3in1 模组方案比较 capella 推荐结构堆叠建议 常见问题分析 黑色/白色TP差异问题分析解决 黑头发零距离问题现象与分析 Q&A
ALS/PS原理介绍
光传感器基础－－光电二极管,光电三极管： 在光的照射下，产生微小 电流，电流大小随光的强度大小而呈现线性的或非线性的变化 。根据光谱特 性，光传感器又可以ALS（ambient light sensor）, UVS（ultraviolet sensor ),RGB, PS（proximity sensor）等功能检测，其中PS 又分为长距 离以及短距离接近两种。在手机,平板等消费类领域，主要为环境光ALS 以及 短距离接近PS 光传感器 ，下面我们重点讨论这两种原理以及应用。
capella（凌耀） 简介
2in1分离方案和3in1 模组方案比较
在手机设计中， 2in1 分离和3in1模组是最常见的2种形式
2in1分离方案和3in1 模组方案比较
1 3in1 体积小，可节约布板面积，摆放也会比较方便。 2IN1缺点是布板面 积大，不过在面积允许的情况下，研发可根据自身结构情况确定更加合理的 中心距以及摆放位置。
备注：
cm36682/cm36671 HW,ME p2p cm36682/cm36671/cm36283 SW p2p
CM3232 结构堆叠建议
CM3232 结构堆叠建议
DIMA=Tan30*DIMB*2 参数： DIMA：开孔尺寸大小 DIMB：感光点到TP上表面距离 其他补充: 1. 入射角度越大越好,客户使用的方向性就没有那么强,所以间隙尽可能 小，间隙建议不超过2.5mm, 如超过建议是加导光柱或架起. 2. 可见光传感器的 周边尽量不要放置其他发光体,如充电灯,信号灯，检 查 LCD 侧边是否有漏光。 3. TP 透过率基本要求 550nm 透过率>=15%，+-5% 一致性,越高 越好. 4. 由于CM36283 是一颗接近和可见光二合一的传感器, 在手机上的应用 主要为了适应接近传感器。但也有部分客户也会只使用ALS 功能，只要 能符合可见光传感器的使用即可.
PS 原理介绍
PS 原理介绍
接近传感器可检测红外线信号。其主要检测的是来自外部的红外线LED 的信号。这个LED向上发出红外光，当有物体接近传感器的上方时，进入红外 光的发射区域，有些红外线会被反射回传感器。接近传感器中的光敏二极管会 接收该反射光。这使系统能够对正在接近的人或物做出反应，典型应用就是在 手机打电话过程中，当人脸靠近屏幕时，会自动灭屏，人脸离开时会自动亮起 ，这样既可以节电又可以防止人脸触碰而产生的误操作。距离传感器通常会采 取近红外光谱波段来设计，如780nm，850nm.940nm 等。
CM36283＋CM36521结构堆叠建议
参数说明： C1 ：sensor ALS/PS PD 中心与IRLED 发射中心间距 H1 ：PCB至TP玻璃下表面距离（此处TP无ITO层） H2 ：sensor上表面至TP 玻璃下表面距离(sensor 高度为1.0mm，H1=H2+1) D1/D2: TP lens开孔直径 W1： 中间挡墙宽度
CM36283＋CM36521 结构堆叠建议
Without Lightpipe
G1<1.5mm
Glass
D1 H1 H2
D2
Sensor W1>=0.6mm C1
IRLED
Structure reference， mm为单位 H2=0-2.0m
C1=3.3-4.2mm
D1=D2=2.02.2mm D1=D2=2.22.4mm D1=D2=2.42.6mm
With Lightpipe
G1<1.5mm
Glass
D1 L1 H1 H2
D2 L2
Sensor W1>=0.6mm C1
IRLED
H2=3.5-4m
C1=3.3-4.2mm
D1=D2=2.22.4mm D1=D2=2.42.6mm
W1≥0.6m m W1≥0.6m m
H2=4-5.0mm
CM36283＋CM36521 结构堆叠建议
偏心设计说明 CM36283 ALS/PS PD 接收中心位置
ຫໍສະໝຸດ Baidu
Y轴
X轴
CM36283＋CM36521 结构堆叠建议
CM36283 ALS/PS 接收中心与本体中心不在同一位置，中心接收点可设 于ALS PD 与PS PD 大致中间位置即可（红色箭头所标注).以芯片中心为原点 建立X,Y轴坐标，建议接收中心设于坐标在（0,0.4mm）的位置。以ALS/PS PD 中心设计，在接收性能方面会有提升，特别是当PCB 距离TP下表面较深的情 况下,尤其需要注意。但性能的保证也是需要其他结构设计共同配合才可以完成, 如开孔大小,H2,油墨穿透率等。 CM36283 3D 偏心截图
光传感器分类
1 按功能， 可分为ALS,PS,UVS，RGB 等 2 按信号输出类型，可分为模拟输出，数字输出 3 按器件组合形式，一般可分为 ALS，PS 2in1模组(PS+IRLED) ，2in1 分离 (ALS+PS) + IRLED，3in1 模组(ALS+PS+IRLED)，4in1 模 组（ALS+PS+IRLED+GRB）等
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capella 推荐结构堆叠建议
方案 1 ALS 推荐型号： CM3232A3OG
2 2in1 分离 (ALS+PS) + IRLED 推荐型号： CM36283A3OP+ CM36521M3OB
3 3in1 模组(ALS+PS+IRLED)/ PS 2in1模组(PS+IRLED) 推荐型号： CM36682M3OE/CM36671M3OE
capella（凌耀） 简介
1997年成立, 专注于光学产品及传感器 公司位置 光学部分: U.S (Santa Clara, CA) 晶圆代工: 台积电 TSMC 封装厂: Lingsen 1973年成立,三菱电机技术/ Atmel,ST 封装厂 特点: 对于以上ALS,PS，capella 品牌是通过COMS 工艺，将相应的光 敏二极管，放大器以及模数转换等器件集成在芯片中, 晶元内部采用Filtron 专利以及测试端的O-trim专利，确保输出一致性在+-10％之内并能确保芯 片大批量生产。
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3in1 正常建议是放在FPC 上，要求靠近TP lens 下表面，省掉中间挡墙 设计， 间隙正常要求控制在0.5以内。因每台机器的间隙差异性可能会不同 ，从而导致内部串光存在差异性，所以这种方式对整机结构以及组装的一致 性要求更高，也会增加了FPC 和ZIF 连接器成本。 这种设计方式也有可能 需要做校准，对2in1形式，因无论什么结构情况都要求必须有挡墙设计， 所以如果客户没有明确要求，无需校准，只需要校验功能即可。
4 2in1 主板上可以相对放置更深。以capella cm36283+cm36521 建议为 例，在不加导光柱情况下, PCB到TP lens 下表面正常可以到 4.5mm ,3in1 在此情况下性能没有保证
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数据输出方面，capella的 PS 输出值是在0-255 之间变化，针对结构的差 异, 如间隙变化或者是黑色/白色TP等，数据变化没有avago 3in1 那么大； 阀值设置相对简单. ALS方面，由于3IN1 开孔较小，使得ALS 方向性很强，即ALS数据会 随着方向的变化而改变很大，加大调试ALS 的难度。Capella 2in1形式 芯片cm36283表面本身就是一块玻璃面，可以增大ALS的接收面积,所以 ALS 的表现会优于常用3IN1 形式。
CM36682 结构堆叠建议
Rubber 设计建议： 1 器件放主板，间隙相对会偏大，rubber可建议做成圆锥形开孔，中间挡墙上 表面宽度做成0.4mm,下表面宽度小于1.0mm，该设计可进一步增大开孔区 域并有利于减少光学死区面积 . 2 当间隙>2mm时，建议左边 ALS+PS接收上方rubber开孔略大于右边 IRLED 发射上方rubber 开孔，建议大0.3-0.4mm，有利于性能接收，特 别是ALS性能, 例如发射孔如开2.0mm，接收孔可开到2.3-2.4mm .
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CM36682 结构堆叠建议
放主板
Structure reference， mm为单位 H2=0-1mm C1=2.6 H1=H2 mm +1.1 H2=1-2mm H2=2-3mm
D1=D2=1.6-2.0mm D1=D2=2.0-2.2mm D1=D2=2.2-2.4mm
W1=0.4mm, W2≤1.0mm W1 =0.4mm, W2≤1.0mm W1 =0.4mm, W2≤1.0mm
挡墙设计防串光方面，2in1和3in1 如用rubber，如密封性得到保证， 效果没有差异。 2in1除了rubber 之外，也可以使用成本低的黑色硬质泡 棉，因具有弹性，所以即便结构存在差异性，也仍然可以保证整个腔体的密 封性，从而可以有效控制串光的变化。
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2in1分离方案和3in1 模组方案比较
CM36283+CM36521结构堆叠建议
油墨穿透率建议
ALS 550nm 油墨穿透率 >=15%, +-5%一致性；
PS 850nm 油墨穿透率 >=75%, +-5%一致性；
CM36283+CM36521结构堆叠建议
结构注意要点:
1. 以上结构建议针对电容 TP 2. 如果 TP 油墨Coating 位置有ITO 层,对两个器件中间的ITO 做切除处理. 挡 墙必须与Coating 层紧密结合. 3. 挡墙材质使用不透红外的材质.设计处理办法有多种: a 中壳衍生到 PCB 表面,留空间隙使用泡棉填充.中壳与TP紧 密粘合,使用黑色双面胶贴, 此种方式缺点是如前壳选择白色 塑胶透光材质，TP与前壳之间容易串光，需做局部喷黑处理。 b. 中壳开长方形孔,放置”日”字形状黑色高密度硬质泡棉或者 黑色Rubber套.Rubber上部与TP 接触处的开孔大于lens 开孔直径 0.1-0.2mm. 此方式最为常用且稳定性高. 4. 当间隙H2 大于3.5mm 时,通过将器件放置于FPC 上或小板或加导光柱是比 较好的解决办法.
W1≥0.6m m W1≥0.6m m W1≥0.6m m
H2=2-3.5mm H2＞3.5mm
CM36283＋CM36521 结构堆叠建议
C1=2.4mm
H2=0.5-2mm
D1=D2=1.5-1.8mm
W1=0.6mm
特点：用FPC 或者小板上抬，可最大程度减小布板面积,替代3in1
CM36283＋CM36521结构堆叠建议