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长距离接近传感器

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接近检测的必要性及接近检测的优势分析

文章出处:上海本烜 发表时间:2019-05-17 人气:

接近检测被用于实现大量智能特性。例如贴近耳朵打电话时,采用接近感应的面部检测能在无需使用其它功能时禁用触摸屏并关闭LCD,以防意外触摸和节省电池电力。移动设备中的接近检测过去使用红外(IR)传感器实现。然而,为移动设备添加IR接近传感器会增加系统成本。本文将探讨利用电容式触摸屏系统的自身特性实现接近检测,以降低成本和缩小设备尺寸。

  接近传感器是一种无需任何物理接触即能检测并报告附件物体存在的开关。它们是具有触摸屏界面的移动设备的重要组件。

接近传感器

 为什么需要接近检测?

  1. 移动电话上接近检测的主要功能是防止不必要的或意外的屏幕触摸。这一特性最常见的用例是人的面部在打电话过程中与触摸屏接触。面部或耳垂在与触摸屏表面接触时会造成非必要的触摸事件。

  2. 另一项同样重要的功能是接近检测可用于在用户通话时关闭移动电话上的LCD显示屏。在不需要的时候关闭电话的显示屏可节省电力,延长移动设备的电池使用寿命(图1:移动电话中的接近检测)。

  3. 移动设备上的接近传感器有时也可用于其它功能,比如计算比吸收率(SAR)。当移动设备靠近人体时,SAR可用于衰减设备的射频功率。这一特性最常应用于平板电脑,在移动电话中也偶尔采用。

接近开关

移动设备中的接近传感器类型

  在移动设备中实现接近检测的常见方法有:

  1. 光学(IR)

  2. 电气(电容式)

  两种方法都是非侵入式,遵循相同的工作原理:接近传感器要么发射电场(电容式),要么发射红外光束(光学),然后检测电场或反射光的变化。这两者的系统设计、BOM成本、可靠性、功耗和性能各不相同。在两种方法中,使用红外信号的光检测目前是最成熟,在移动应用中最广泛使用的方式。

  IR接近检测

  基于红外技术的接近检测需要两个组件来构成光学前端:

  1. 用于发射器的红外LED

  2. 用于接收器的光电二极管

  接近传感器中的IR LED通过移动设备中的孔径向外发射编码的IR信号。移动设备附近的目标(例如我们想要感应的物体)会产生IR信号反射。部分反射的信号会再通过孔径,被光电二极管捕获。反射的信号可让IR接近传感器判断孔径形成的光锥中是否有物体存在。

  IR接近解决方案的缺点

  IR接近传感器有一定的缺点与局限,使得它们难以成为移动应用中的理想选择。部分局限性包括附加成本(BOM成本)、功耗、死区和随环境光照变化的不可靠操作。IR接近传感器的局限,加上近期电容式检测技术的进步以及对集成和更低成本的需求,促使移动电话制造商寻求替代解决方案。


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