光距离传感器介绍-20171024
测距传感器主流之激光测距传感器工作原理
测距传感器主流之激光测距传感器工作原理激光传感器工作时,先由激光二极管对准目标发射激光脉冲.经目标反射后激光向各方向散射.部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上.雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号.记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离.激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快.测距传感器的主流分类之红外线测距传感器工作原理红外测距传感器利用红外信号遇到障碍物距离的不同反射的强度也不同的原理,进行障碍物远近的检测.红外测距传感器具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射特定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当红外的检测方向遇到障碍物时,红外信号反射回来被接收管接收,经过处理之后,通过数字传感器接口返回到机器人主机,机器人即可利用红外的返回信号来识别周围环境的变化.激光测距传感器与超声波测距传感器之性能对比激光测距传感器原理及应用一、激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显.激光测距是激光最早的应用之一.这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点.1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(384401km)误差只有250m.1969年美国人登月后置反射镜于月面,也用激光测量地月之距,误差只有15cm.利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离.即: .激光测距虽然原理简单、结构简单,但以前主要用于军事和科学研究方面,在工业自动化方面却很少见.因为激光测距传感器售价太高,一般在几千美元.实际上,所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器.因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制,如今的激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难.二、工作原理激光传感器工作时,先由激光二极管对准目标发射激光脉冲.经目标反射后激光向各方向散射.部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上.雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号.记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离.激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快.例如,光速约为3108m/s,要想使分辨率达到1mm,则测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:0.001m(3108m/s)=3ps要分辨出3ps的时间,这是对电子技术提出的过高要求,实现起来造价太高.但是如今廉价的激光传感器巧妙地避开了这一障碍,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度.三、解决其它技术无法解决的问题激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合.例如,当目标很近时,计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务.但是,当目标距离较远内或目标颜色变化时,普通光电传感器就难以应付了.虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作,但是,在目标角度不固定或目标太亮时,其性能的可预测性变差.此外,三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内.超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体,而且由于它不是光学装置,所以不受颜色变化的影响.但是,超声波传感器是依据声速测量距离的,因此存在一些固有的缺点,不能用于以下场合.①待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合.因为超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位偏角不大于10°角以内.②需要光束直径很小的场合.因为一般超声波束在离开传感器2m远时直径为0.76cm.③需要可见光斑进行位置校准的场合.④多风的场合.⑤真空场合.⑥温度梯度较大的场合.因为这种情况下会造成声速的变化.⑦需要快速响应的场合.而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测.四、在自动化领域的广泛用途如今,自动检测和控制的方法中,除了超声波传感器和普通光电传感器外,又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法-激光距离传感器.它为各种不同场合提供了应用的灵活性,这些场合可包括如下:①设备定位.②测量料包的料位.③测量传送带上的物体距离和物体高度.④测量原木直径.⑤保护高架起重机免于碰撞.⑥无误差检查场合.五、几个应用实例1、测量传送带上箱子的宽度使用两个激光传感器,在传送带的两侧面对面安装.因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的,这样,每个传感器都测量出自己与箱子的距离,设一个距离为L1,另一个为L2.此信息送给PLC,PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2,从而可计算出箱子的宽度W.2、保护液压成型冲模机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中,操作者必须保证每次放的位置准确.在上部冲模落下之前,一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离,这样可保证冲模闭合前处于正确位置.3、二轴起重机定位用两个反射型传感器面对反射器安装,反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上.一个单元前后运动,另一个左右运动.当起重机驱动板架辊时,两个传感器监测各自到反射器的距离,通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置.有了这种新式廉价激光测距传感器,反射性或多颜色的目标长距离位置检测即使在检测角度变化的情况下也没问题了基于DSP的多超声测距传感器数据采集处理系统移动机器人要实现在未知和不确定环境下运行,必须具备自动导航和避障功能.在移动机器人的导航系统中,传感器起着举足轻重的作用.视觉、激光、红外、超声传感器[1]等都在实际系统中得到了广泛的应用.其中,超声波传感器以其信息处理简单、速度快和价格低,被广泛用作移动机器人的测距传感器,以实现避障、定位、环境建模和导航等功能.传统的轮式移动机器人超声数据采集系统大多采用单片机作为微处理器,以此来测量移动机器人到障碍物的距离,并将距离通过串口传输到上位机.采用这种设计,系统制作简单、成本低.但是,对于多超声传感器测距系统,如果仍采用单片机来完成测距任务,由于系统中超声传感器数量较多,为保证系统的实时性,就需要多个单片机才能完成数据采集,这使得采集系统不可避免地存在设计复杂和一些算法难以实现等缺陷.随着微电子工艺的发展,数字信号处理器(DSP)的应用领域已从通信行业拓展到工业控制领域.TI公司推出的TMS320LF2407A是专门针对控制领域应用的DSP,它具有高速信号处理和数字控制功能所必需的体系结构,其指令执行速度高达40MIPS,且大部分的指令都可以在一个25ns的单周期内执行完毕.另外,它还具有非常强大的片内I/0端口和其它外围设备,可以简化外围电路设计,降低系统成本.正是基于这种思想,中国科学院自动化研究所在国家"863"计划的支持下,利用多DSP和嵌入式PCI04自行设计和研制了轮式移动机器人CASIA-I.本文着重介绍其超声数据采集系统,同时对通过CAN总线完成的超声数据与上位机通讯的原理和设计过程进行分析说明,并给出实验结果.1超声测距原理超声测距的原理较简单,一般采用渡越时间法,即:D=ct/2 (1)其中D为移动机器人与被测障碍物之间的距离,c为声波在介质中的传输速率.声波在空气中传输速率为:其中,T为绝对温度,c.=331.4m/s.在不要求测距精度很高的情况下,一般可以认为c为常数.渡越时间法主要是测量超声发射到超声返回的时间间隔t,即"渡越时间",然后根据式(1)计算距离.2系统硬件设计在距地面高度为45cm、相隔为22.5°的同一环上均匀分布着16个Polaroid生产的超声传感器,其编号为1#～16#(逆时针安排),超声传感器波束角为30°,超声传感器的最小作用距离为0.45m.超声数据采集板主要有两大模块:一是16路超声传感器的超声波发射和回波的接收模块,二是与上位机(机器人中央控制器)的CAN总线通讯模块.其硬件结构见图1.TMS320LF2407A向I/0端口发出控制信号,启动内部定时器进行计时.此控制信号经功率放大后作为超声传感驱动电路的启动信号(1NIT),超声传感器产生的、遇到障碍物时返回的高频振荡信号经放大(为弥补传播过程中信号的衰减)使超声传感驱动电路的ECHO端产生高电平脉冲.ECHO电平变化经过门电路后引起TMS320LF2407A外部中断,在中断程序内获取定时器的计数值,根据式(1)计算距离;否则,认为传感器前方探测范围内无障碍物.因为超声传感器之间的安装位置相差22.5°,而超声传感器的波束角为30°,如果超声波同时发射,必然会有干扰.如果采用轮循方式,即一个接一个地发射超声波,虽然可以消除串扰回波的影响,但是16个超声传感器轮循一次周期较长,降低了采集频率.为了在不降低采集频率的同时消除超声的相互干扰,本系统将16个超声传感器分成A(1#、3#、5#、7#、9#、11#、13#、15#)和B(2#、4#、6#、8#、10#、12#、14#、16#)两组,因为同一组内的两个超声传感器安装位置相差45°,通过计算可以知道,这种情况下超声传感器同时工作不会产生干扰,因而每一组里的超声传感器同时工作,组与组之间则采用轮循方式工作.这样既可以达到很高的采集频率,同时也满足了系统的实时性要求.每组8个超声传感器的ECHO端分别连接到一门电路,然后通过门电路连接DSP的XINTl和XINT2端.XINTl/2引脚电平发生跳变时会产生外部中断,通过I/0口可以知道是哪个或哪几个传感器引起中断.TMS320LF2407A内部集成了CAN控制器,通过它可以方便地构成CAN控制局域网络.TMS320LF2407A的CANTX和CANRX接口与CAN收发器SN65HVD230相连,通过SN65HVD230连接CAN总线.SN65HVD230是TI公司生产的专门针对240X系列DSP内CAN控制器与物理总线的接口.它的供电电压和TMS320LF2407A一样,仅为3.3V.由于CAN总线的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性,最高传输速率可达到1Mbps.超声采集板的数据能够快速、可靠地传给中央控制器.3软件设计系统软件主要由两部分构成,即超声数据采集与处理模块、CAN总线通讯模块.3.1多路超声传感器数据采集模块超声传感器被分为两组,两组循环交替工作.软件设计上采用两个定时器依次工作,分别对两组传感器进行计时.选择定时器的周期比超声传感器探测最大距离所需的渡越时间稍长.在每个定时器周期开始时,触发一组超声传感器同时开始工作.在定时器周期内,每个回波返回,都会触发一次外部中断(XINTl或XINT2中断),在外部中断处理程序内,将超声波返回时间进行纪录,并将相应的超声传感器关闭.外部中断处理程序非常简短,本系统只用了不到20条指令,并且TMS320LF2407A指令执行速度很快,因而即使因进入外部中断处理程序而延误了对后来回波的处理,但这种延误的时间根据计算不大于0.5μs,由此引入的距离误差根据(1)式计算小于83.5×10-6m.可见误差非常小,可以忽略不计.当定时器中断时,对于距离大于最大超声探测范围的,没有相应的时间记录,给它们加上超出测距范围的标志.其它的时间数据都有记录,根据(1)式计算距离,然后启动下一个定时器工作,并触发下一组超声传感器.本文的超声传感器的最大探测距离为3.5m,因而超声波探测的最长时间为20.58ms.所以每个定时器的周期选为20.6ms.图2只画出了一组超声传感器的处理框图,另一组与此相同,不再赘述.由于受环境温度、湿度的影响,超声传感器的测量值与实际值总有一些误差,表1列出了本超声测距系统测量值与对应的实际值.采用最小二乘法[8]对表1的数据进行拟合,结果为:y=O.9986x+0.2111式中,x为测量值,y为实际值.3.2基于CAN总线的数据通信超声数据采集板发送测距数据以中断的方式完成.TMS320LF2407A有专门的mailbox中断,用于响应发送/接收中断.每个超声传感器的测距值在DSP内用两个字节存储,而CAN总线传输标准要求每个数据帧最多只能传输8个字节的数据.本系统共有16个超声传感器,共有32个字节存储所有测距值.CAN总线传输所有测距值需要4个数据帧才能传送完.本系统的通讯过程为:中央控制器发送远程请求,超声数据采集板进入接收中断,在中断服务程序内,采用查询方式发送4帧数据,每帧数据包含4个超声传感器的测距值.本系统采用的波特率是500kbps.TMS320LF2407A用mailbox0接收中央控制器的远程请求帧,用mailbox2发送测距数据值.图3是超声数据采集板的发送数据中断服务程序框图.其中,TA2是对应mailbox2发送数据帧完成的标志位,RMP0是对应mailbox0接收数据帧的标志位.关于TMS320LF2407A的CAN模块的具体说明,在此不作具体介绍.中央控制器接收子程序由VC++编写.当机器人需要新的测距值时,即调用此子程序.程序框图见图4.接收程序收到一帧数据后,判断数据是否有错,若有错,则向采集板发送命令,要求重发此帧数据;若正确,发送确认命令,要求采集板发送下一组数据,直到所有的超声测距数据都接收完.本文介绍的超声数据采集系统采用TMS320LF2407A为核心处理器,可以达到很高的采集速率和精度.通过CAN总线通讯,可以将测距值以很高的波特率可靠地发送给机器人中央控制器.此系统已经在自行设计的智能移动机器人CASIA-I上得到了实际应用.实验验证了硬件系统的可靠性和算法的有效性.传输时间激光测距传感器一、传输时间激光距离传感器的发展激光在检测领域中的应用十分广泛,技术含量十分丰富,对社会生产和生活的影响也十分明显.激光测距是激光最早的应用之一.这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点.1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(380′103km)误差只有250m.1969年美国人登月后置反射镜于月面,也用激光测量地月之距,误差只有15cm.利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离.传输时间激光测距虽然原理简单、结构简单,但以前主要用于军事和科学研究方面,在工业自动化方面却很少见.由于激光测距传感器售价太高,一般在几千美元,高昂的价格一直是阻碍其广泛应用的主要原因.然而最近,激光测距传感器由于技术上取得了重大进展,使其价格已降到几百美元,从而使它今后有可能成为许多长距离检测场合最经济有效的检测手段.造成这样大幅度降价的主要原因是最近两种消费产品的急剧增长.其一是蜂窝电话.蜂;移动通信自70年代出现以来,发展异常迅速,用户几乎年年翻番,尤其是近年来发展更为惊人.蜂窝电话的发展促使电信工业提供出性能极佳的低噪声放大器.这种放大器的核心部件就是传输时间计时器.其二是DVD播放机.DVD播放机的发展推动了低成本可见光二极管激光器的发展.这种二极管激光器发出的激光具有更好的聚焦特性,能实现超高密度数字存储.与仅仅几年前为CD机研制的红外激光二极管相比,其聚焦特性要好许多倍.正是这些新器件的出现再加上表面安装电路板技术和清洁廉价的电源等,才使传输时间激光距离传感器的发展跃上新台阶.实际上,所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器.因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制,如今的传输时间激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难.二、工作原理传输时间激光传感器工作时,先由激光二极管对准目标发射激光脉冲.经目标反射后激光向各方向散射.部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上.雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号.记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离.传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间,因为光速太快.例如,光速约为3108m/s,要想使分辨率达到1mm,则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间:0.001m?(3108m/s)=3ps要分辨出3ps的时间,这是对电子技术提出的过高要求,实现起来造价太高.但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍,利用一种简单的统计学原理,即平均法则实现了1mm的分辨率,并且能保证响应速度.三、解决其它技术无法解决的问题传输时间激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合.例如,当目标很近时,计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务.但是,当目标距离较远内或目标颜色变化时,普通光电传感器就难以应付了.虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作,但是,在目标角度不固定或目标太亮时,其性能的可预测性变差.此外,三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内.超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体,而且由于它不是光学装置,所以不受颜色变化的影响.但是,超声波传感器是依据声速测量距离的,因此存在一些固有的缺点,不能用于以下场合.①待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合.因为超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位偏角不大于10°角以内.②需要光束直径很小的场合.因为一般超声波束在离开传感器2m远时直径为0.76cm.③需要可见光斑进行位置校准的场合.④多风的场合.⑤真空场合.⑥温度梯度较大的场合.因为这种情况下会造成声速的变化.⑦需要快速响应的场合.而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测.四、在自动化领域的广泛用途如今,自动检测和控制的方法中,除了超声波传感器和普通光电传感器外,又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法-传输时间激光距离传感器.它为各种不同场合提供了应用的灵活性,这些场合可包括如下:①设备定位.②测量料包的料位.③测量传送带上的物体距离和物体高度.④测量原木直径.⑤保护高架起重机免于碰撞.⑥无误差检查场合.五、几个应用实例1、测量传送带上箱子的宽度使用两个发散型传输时间激光传感器,在传送带的两侧面对面安装.因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的,这样,每个传感器都测量出自己与箱子的距离,设一个距离为L1,另一个为L2.此信息送给PLC,PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2,从而可计算出箱子的宽度W.2、保护液压成型冲模机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中,操作者必须保证每次放的位置准确.在上部冲模落下之前,一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离,这样可保证冲模闭合前处于正确位置.3、二轴起重机定位用两个反射型传感器面对反射器安装,反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上.一个单元前后运动,另一个左右运动.当起重机驱动板架辊时,两个传感器监测各自到反射器的距离,通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置.有了这种新式廉价传输时间激光测距传感器,反射性或多颜色的目标长距离位置检测即使在检测角度变化的情况下也没问题了.。
光学距离传感器原理
光学距离传感器原理光学距离传感器是一种能够测量物体与传感器之间距离的设备。
它利用了光的传播速度和反射原理，通过发射光束并测量光束的传播时间来计算距离。
光学距离传感器常用于工业自动化、机器人导航、无人驾驶和智能家居等领域。
光学距离传感器的工作原理基于时间飞行（TOF）技术。
传感器发射一个短脉冲的激光束，并记录激光束从传感器发射到物体反射回传感器的时间。
根据光在真空中的传播速度和测量得到的时间，可以计算出物体与传感器之间的距离。
为了保证测量的准确性和稳定性，光学距离传感器通常使用红外激光作为光源。
红外激光具有较短的波长和较高的能量，能够在各种环境条件下提供稳定的测量结果。
传感器还配备了接收器，用于接收反射回来的光束，并将其转换为电信号进行处理。
光学距离传感器的工作过程可以分为发射和接收两个阶段。
在发射阶段，传感器发射一个短脉冲的红外激光束，该激光束以光速传播到物体表面，并被物体反射回传感器。
在接收阶段，传感器的接收器接收到反射回来的光束，并将其转换为电信号。
通过测量激光束发射和接收的时间差，传感器可以计算出物体与传感器之间的距离。
光学距离传感器的测量精度取决于多个因素，包括激光束的功率、接收器的灵敏度、测量时间的精确性等。
为了提高测量精度，传感器通常会进行多次测量，并取平均值作为最终结果。
此外，传感器还具有自动校准功能，可以根据环境条件的变化进行自适应调整，以保证测量结果的准确性。
光学距离传感器具有许多优点。
首先，它具有非接触式测量的特点，可以在不接触物体的情况下进行距离测量，避免了物体受损或污染的风险。
其次，光学距离传感器的测量范围广泛，可以测量从几厘米到几百米的距离。
此外，光学距离传感器的响应速度快，可以实时监测并测量快速移动的物体。
光学距离传感器在许多领域都有广泛的应用。
在工业自动化中，它可以用于测量物体的位置、检测物体的存在与否，实现自动化生产线的控制和优化。
在机器人导航中，光学距离传感器可以帮助机器人感知周围环境，避免障碍物，并规划最优路径。
光传感器(Photo Sensor)
德国 Brain Products 公司发布新产品——光传感器（Photo Sensor）光传感器可以测量屏幕的亮度，同时与刺激触发适配器结合使用可在刺激呈现时立即产生触发信号进行标记。
它是检测显示器和所有实验控制软件性能的有效工具。
尤其对于在平板电脑和手机上呈现视觉刺激时由于重要。
光传感器（Photo Sensor）是Brain Products 公司推出的新产品。
它可以很方便的用双面胶粘贴到任何屏幕上，通过连接到放大器的辅助输入端口上，可以提供屏幕的亮度信息。
也就是说：由传感器传输的信号可以表明屏幕何时变亮或变暗。
与刺激触发适配器结合使用，当光量超过阈值（可设置）时会产生一个触发信号，这意味着该设备可以标记视觉刺激开始呈现的精确时间。
通过使用EEG放大器记录传感器信号，可实现对视觉实验设置更全面的检测。
计划要用的显示器是否适合视觉实验？在呈现最黑暗的黑色之后呈现最明亮的白色（或相反）需要多少帧？在相同刺激重复呈现时亮度级别是否是稳定的？Wang 和Nikolic 等在2011年对这些问题进行了检测并发表了文章予以阐述。
利用EEG放大器可以记录由实验控制软件发送的触发信号的优势，标记时间的精确性同样也可以被量化。
同样的规则也被应用在了听觉形式上。
上图为2014年神经系统科学学会年会（SFN，美国华盛顿）上的视觉诱发电位演示。
在一个大屏手机上显示了一个旋转的棋盘格。
光传感器和刺激触发适配器检测到了刺激的开始。
利用Brain Products公司的actiCAP Xpress 干电极和 V-Amp放大器采集EEG信号。
光传感器和刺激触发适配器结合使用为视觉实验创造了一个新可能，例如使用智能手机发送刺激同时获取绝对精确的事件标记（marker）。
实现这种功能是极不寻常的，因为即使使用智能手机来获取可靠的ERPs已经相当困难。
然而，这正是我们在2014年的神经系统科学学会年会上成功实现的事情：在一个相当大的手机屏幕上持续循环呈现旋转棋盘格模式的动画。
光传感器(Light)距离传感器_近程传感器(Proximity )原理
MID传感器简介Light Sensor & Proximity Sensor内容Light Sensor1Proximity Sensor2光谱光度学物理量——发光强度（I/Intensity）定义：单色光源（频率540×1012 Hz，波长555nm）的光在给定方向上（该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度）的单位立体角内发出的光强度。
单位：cd（坎德拉）常见光源发光强度：●太阳，2.8E27 cd●高亮手电，10000 cd●5mm超高亮LED，15 cd光度学物理量——光通量（F/Flux）定义：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。
单位：Lm（流明）常见光源的效率（流明/瓦，Lm/W）●白炽灯，15●白色LED，20●日光灯，50●太阳，94●钠灯，120光度学物理量——照度（E/Illuminance）定义：照射到单位面积上的光通量。
单位：Lx/Lux（勒克斯) ，1(Lx) = 1 Lm/m2。
常见照度（Lx）：●阳光直射（正午）下，110,000●阴天室外，1000●商场内，500●阴天有窗室内，100●普通房间灯光下，100●满月照射下，0.2光度学物理量——亮度（L/Luminance）定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光强度。
单位：nt（尼特) ，1(nt) = 1 cd/m2。
常见发光体的亮度（nt）：●太阳表面，2,000,000,000●白炽灯灯丝，10,000,000●阳光下的白纸，30,000●人眼能习惯的亮度，3,000●人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1●无月夜空，0.0001MID显示屏在不同照度下，人眼对背光亮度感受Light Sensor ——分类与特性Light Sensor ——主要参数●测量范围●频率响应●传感输出线性度●工作电流●Power down时电流●零位输出温度稳定性●传感输出温度稳定性Light Sensor ——供应商Avago Technologies US inc.Everlight Electronics Co LtdIntersilMaxim Integrated ProductsMicrosemi Analog Mixed Signal GroupON SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncPanasonic-SSGPanasonic Electric WorksRohm SemiconductorsSharp MicroelectronicsSilicon Laboratories IncTexas InstrumentsThomas Research ProductsToshibaVishay Semiconductors内容Light Sensor1Proximity Sensor21、磁感应式：线圈磁铁式电涡流式霍耳式2、电容式3、超声波4、光学5、红外红外式近程传感器原理四个距离Sensor与Led间距Sensor与Barrier间距Led与Barrier间距Barrier高度玻璃对Viewing Angle的影响Barrier的作用人体反射时的处理算法一般反射物的处理算法Proximity Sensor ——主要参数●频率响应●IR LED驱动电流●工作电流Proximity Sensor ——供应商Avago Technologies US Inc.Digi InternationalFreescale SemiconductorInfineon TechnologiesIntersilNXP SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncParallax IncSilicn Laboratories Inc。
激光测距传感器的原理及应用
激光测距传感器的原理及应用激光测距传感器是一种基于激光技术的高精度测量设备，广泛应用于工业、建筑、测绘、汽车和军事等领域。
本文将介绍激光测距传感器的原理、工作方式以及应用场景。
激光测距传感器的原理基于激光束的反射和时间控制。
其内部包括一个发射器和一个接收器，发射器发射一束短脉冲的激光光束，当光束碰撞到目标物体时，部分光线会被物体吸收，一部分则会反射回来，接收器会接收到这些反射的光信号。
根据发射和接收光信号之间的时间差，传感器可以计算出目标物体与传感器的距离。
激光测距传感器的工作方式相对简单直观。
首先，传感器发射一束激光光束，该光束在空气或真空中传播。
然后，光束碰撞到目标物体，并被反射回传感器。
接收器接收到反射的光信号，并将其转换为电信号。
最后，通过计算光信号从发射到接收的时间差，传感器可以确定目标物体与传感器之间的距离。
激光测距传感器具有许多应用场景。
其中，最常见的应用是进行距离测量。
在工业制造中，激光测距传感器可以精确测量物体的长度、宽度和高度，用于质量控制和尺寸检查。
在建筑和测绘领域，激光测距传感器可以用于快速测量建筑物的高度和形状，用于土地勘测和建筑设计。
在汽车领域，激光测距传感器可以用于自动驾驶车辆的障碍物检测和安全辅助系统。
此外，激光测距传感器还可以应用于军事领域的目标探测和识别。
除了距离测量外，激光测距传感器还可以进行速度测量。
通过测量一个物体相对于传感器的位置变化速度，传感器可以计算出物体的运动速度。
这在交通监控和运动分析等领域中具有重要意义。
另一个激光测距传感器的应用是进行三维成像。
激光测距传感器可以扫描周围环境，并测量不同点之间的距离。
通过这些测量数据，传感器可以创建出环境的三维模型。
这在虚拟现实、机器人导航和游戏开发等领域中具有广泛应用。
总结起来，激光测距传感器利用激光技术进行距离测量，其原理基于激光束的反射和时间控制。
该传感器的应用十分广泛，包括距离测量、速度测量和三维成像等多个领域。
光幕传感器功能及原理
光幕传感器功能及原理1. 前言随着现代技术的不断发展，传感器在各个应用领域中的应用越来越广泛。
其中，光幕传感器作为一种常见的传感器，被广泛应用于生产线的自动化控制、机器人的运动控制、安全设备的监测等领域。
本文将对光幕传感器的功能和原理进行详细介绍。
2. 光幕传感器的功能光幕传感器主要用于检测物体在一定范围内的存在与否，可以用来进行物体检测，距离测量等任务。
光幕传感器通常由一个发射机和一个接收机构成，发射机发出光束，接收机接收光束的反射信号，并将信号转化为数字信号。
当被检测物体穿过光束时，接收机将不再接收到光束的反射信号，从而可以判断物体的存在与否。
光幕传感器的检测范围可以根据需要进行调整，通常可以调整为几厘米到几米不等。
另外，光幕传感器还可以通过调整发射光束的波长和频率来适应不同的工作环境。
在生产线的自动化控制中，光幕传感器通常被用于检测产品的到位情况，以便自动化机器人可以将产品从传送带上取下或分拣出不符合要求的产品。
在机器人的运动控制中，光幕传感器通常被用于检测机器人运动的轨迹和位置，以确保机器人运动的稳定性和精度。
在安全设备的监测中，光幕传感器通常被用于监测危险区域的入侵情况，以确保工作环境的安全。
3. 光幕传感器的原理光幕传感器的原理比较简单，主要是利用光的反射原理来进行物体的检测。
当光束经过发射机发出后，经过一定的传播距离后，会被反射回来。
接收机会接收到被反射回来的光束，并将信号转化为数字信号。
当被检测物体穿过光线时，光线就会被物体遮挡，这样接收机就会检测不到反射信号，从而可以判断物体的存在与否。
光幕传感器有很多种不同的实现方式，主要包括红外光幕传感器、激光光幕传感器和超声波光幕传感器等。
红外光幕传感器通常是由红外线发射管和红外线接收管组成，激光光幕传感器则是利用激光发射器发出高强度的激光束来进行物体检测，超声波光幕传感器则是利用超声波来进行物体的检测。
综上所述，光幕传感器在现代工业生产和安全设备中的应用十分广泛，其原理和实现方式也各具特色。
手机距离传感器原理及应用
手机距离传感器原理及应用距离传感器又叫位移传感器，距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中，这样便于它的工作。
当用户在接听或拨打电话时，将手机靠近头部，距离传感器可以测出之间的距离到了一定程度后便通知屏幕背景灯熄灭，拿开时再度点亮背景灯，这样更方便用户操作也更为节省电量。
距离传感器原理利用各种元件检测对象物的物理变化量，通过将该变化量换算为距离，来测量从传感器到对象物的距离位移的机器。
根据使用元件不同，分为光学式位移传感器、线性接近传感器、超声波位移传感器等。
手机使用的距离传感器是利用测时间来实现距离测量的一种传感器.红外脉冲传感器通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离。
距离传感器的分类1、光学式位移传感器（智能传感器ZX-L-N系列等）光源发出的光通过透镜进行聚光，并照射到物体上。
物体发出的反射光通过受光透镜集中到一维的位置检测元件（PSD）＊上。
如果物体的位置（距离测定器的距离）发生变化，PSD上成像位置将不同；如果PSD的两个输出平衡发生变化，PSD上的成像位置将不同，PSD的两个输出平衡会再次发生变化。
如果将这两个输出作为A、B，计算A/（A＋B），并加上适当的拉线系数‘k’和残留误差‘C’，可求得公式为:位移量=A/(A+B)+K+C。
测得的值不是照度（亮度），而是A、B两个输出的位移量，因此即使与测定对象物之间的距离发生变化，受光光量发生变化也不会受影响，可以得到与距离的差、位置的偏移成比例的线性输出。
PSD方式与CCD(CMOS)方式PSD方式的原理特长：将对象物上的光点光束投影到受光元件上时的重心位置换算为距离CCD(CMOS)方式的原理特长：分别检测对象物上的光点光束投影到受光元件上时的CCD(CMOS)的各像素的光量，并换算为距离。
CMOS与CCD的差异CCD是指ChargeCoupledDevice（电荷传输元件）的略称，而CMOS则是ComplementaryMetalOxideSemi-conductor（互补性金属氧化半导体）的略称。
光传感器(Light)距离传感器_近程传感器(Proximity )原理
MID传感器简介Light Sensor & Proximity Sensor内容Light Sensor1Proximity Sensor2光谱光度学物理量——发光强度（I/Intensity）定义：单色光源（频率540×1012 Hz，波长555nm）的光在给定方向上（该方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度）的单位立体角内发出的光强度。
单位：cd（坎德拉）常见光源发光强度：●太阳，2.8E27 cd●高亮手电，10000 cd●5mm超高亮LED，15 cd光度学物理量——光通量（F/Flux）定义：点光源或非点光源在单位时间内所发出的能量,其中可产生视觉者（人能感觉出来的辐射通量）即称为光通量。
单位：Lm（流明）常见光源的效率（流明/瓦，Lm/W）●白炽灯，15●白色LED，20●日光灯，50●太阳，94●钠灯，120光度学物理量——照度（E/Illuminance）定义：照射到单位面积上的光通量。
单位：Lx/Lux（勒克斯) ，1(Lx) = 1 Lm/m2。
常见照度（Lx）：●阳光直射（正午）下，110,000●阴天室外，1000●商场内，500●阴天有窗室内，100●普通房间灯光下，100●满月照射下，0.2光度学物理量——亮度（L/Luminance）定义：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发出的光强度。
单位：nt（尼特) ，1(nt) = 1 cd/m2。
常见发光体的亮度（nt）：●太阳表面，2,000,000,000●白炽灯灯丝，10,000,000●阳光下的白纸，30,000●人眼能习惯的亮度，3,000●人眼能比较好的分辨出颜色的亮度，1●无月夜空，0.0001MID显示屏在不同照度下，人眼对背光亮度感受Light Sensor ——分类与特性Light Sensor ——主要参数●测量范围●频率响应●传感输出线性度●工作电流●Power down时电流●零位输出温度稳定性●传感输出温度稳定性Light Sensor ——供应商Avago Technologies US inc.Everlight Electronics Co LtdIntersilMaxim Integrated ProductsMicrosemi Analog Mixed Signal GroupON SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncPanasonic-SSGPanasonic Electric WorksRohm SemiconductorsSharp MicroelectronicsSilicon Laboratories IncTexas InstrumentsThomas Research ProductsToshibaVishay Semiconductors内容Light Sensor1Proximity Sensor21、磁感应式：线圈磁铁式电涡流式霍耳式2、电容式3、超声波4、光学5、红外红外式近程传感器原理四个距离Sensor与Led间距Sensor与Barrier间距Led与Barrier间距Barrier高度玻璃对Viewing Angle的影响Barrier的作用人体反射时的处理算法一般反射物的处理算法Proximity Sensor ——主要参数●频率响应●IR LED驱动电流●工作电流Proximity Sensor ——供应商Avago Technologies US Inc.Digi InternationalFreescale SemiconductorInfineon TechnologiesIntersilNXP SemiconductorOSRAM Opto Semiconductors IncParallax IncSilicn Laboratories Inc。
光接近传感器介绍总结
2
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
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。
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
5
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。
讲义光传感器 228页PPT文档
R12
C3
C2
C1
注：最后几极电流大，易造成电压波动，用电 容去耦合稳压。
5）特性： 辐射灵敏度：
S输 入出 射光 光电 功 Im流 率（ NaAo/W g） e
阴极光照灵敏度：
Sk 入 阴 射 极 光 电 通 流 量 （A/W）
阳极光照灵敏度：
SA入 输 射 出 光 电 通 流 量 （A/W）
阿
再看探测器的面积不同对噪声的贡献： 设：有一受光面积为A的器件
A n 是全同单元
N n 是每一单元的噪声功率
N总＝nNn
AAn Nn
Nn An
A
A nAn
阿
如果两探测器材料相同，环境相同
N n 是常数，则有 An
N总 A
噪声功率
Vn2 A R
VZ A
H 也没有反映出面积的差别
辐射通量 辐射灵敏度
光度学:对可见光的能量计量 No 辐射度量学:对x,紫外,红外,电磁I的m能a量g计e量
输入量表示方法:(光度学中的表示)
a)光通量lm
lm 流明:
某一发光强度为1坎德拉的点光源在 该方向单位立体角内传送出的光通量为1 流明(lumen)
1坎德拉: 2042 k (1769 C 铂的凝固点) ,气压为
例如：都在 1 处三个不同器件的S ( 1) 大不
一样，是否大的就好或不好。 对于不同的用途来评价其优劣：
对于广谱输入，选择性差的优。 对于窄谱输入，选择性好的优。 对于抗干扰，选择性好的为优。
4.积分灵敏度（静态特性）
指连续辐射通量与输出之比
S U
No Image
测量是采用标准辐射源，探测器不同，材料不
原创一文读懂距离传感器（必须收藏）
原创一文读懂距离传感器（必须收藏）现在智能手机已经非常普及了，如果你留心，会发现在用手机拨打接听电话过程中，当你的脸靠近屏幕，手机屏幕会自动黑屏，而当你脸离开屏幕一定距离后，屏幕又会自动开启，同时自动解锁恢复可操作状态。
手机里的这个功能主要是为了防止接打电话时，脸部对手机屏幕进行误操作。
而实现这一功能所依赖的一个关键零部件就是距离传感器。
实际上，距离传感器的应用是非常广泛的，不单单是手机，大到航空航天，小到工业生产，乃至人们日常学习生活，都离不开距离传感器。
接下来，我们深入了解一下这种和我们日常生活息息相关的传感器。
距离传感器相关概念距离传感器距离传感器泛指一切可以测量距离的传感器。
具体指：1、利用飞行时间（flying time）原理测量距离的传感器；2、可以针对距离变化产生信号的传感器。
距离传感器可通过发射能量波束并被被测物体反射，计算波束发射到被物体反射回来的时间，来计算与物体之间的距离。
常用的能量波束有：超声波，激光，红外光、雷达等。
这种传感器的测量精度很高，可以精确测量距离。
而针对距离变化产生信号的传感器原理和形式非常繁多，这类传感器并不要求对距离做出定量检测，只需判断在设定的距离范围内是否有物体出现，例如文章开头提到的手机距离传感器。
手机距离传感器飞行时间（flying time）原理：能量源发出能量波束，当这些波遇到物体时会很快的被反射回来通过这种反射可以计算出障碍物或者目标的位置，这种测量方法叫做飞行时间法。
飞行时间测量法原理距离传感器种类及特点目前距离传感器根据其发射的能量波束的不同，通常分为超声波测距传感器、激光测距传感器、红外线测距传感器、24GHZ雷达传感器几种。
1超声波测距传感器超声波传感器超声波测距传感器即用超声波作为能量源测量距离的传感器，其使用比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求，因此在移动机器人研制上也得到了广泛的应用。
介绍激光距离传感器的原理
介绍激光距离传感器的原理第一篇：介绍激光距离传感器的原理介绍激光距离传感器的原理相关网址首先、激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。
激光测距是激光最早的应用之一。
这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。
利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。
其次、传输时间激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。
经目标反射后激光向各方向散射。
部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。
雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。
记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。
传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。
最后、这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。
但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍，利用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1mm的分辨率，并且能保证响应速度。
第二篇：传感器原理传感器原理第一章1、测量方法：①根据获得测量值的方法，为直接测量、间接测量、组合测量。
②根据测量方式，偏差式测量、零位式测量与微差式测量。
③根据测量条件，等精度测量、不等精度测量④根据被测量变化快慢，静态测量、动态测量⑤根据测量敏感原件是否与被测介质接触，接触式测量、非接触式测量⑥根据测量系统是否向被测量施加能量，主动式测量、被动式测量2、直接测量：测得值直接与标准量进行比较间接测量：首先对与被测量有确定函数关系的几个量进行直接测量，将直接测的值带入函数关系式，经过计算得到所需要的结果。
组合测量：被测量必须经过求解联立方程组求的偏差式测量：用仪表指针的位移决定被测量的量值。
零位式测量：用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时用已知的标准量决定被测量的量值。
微差式测量：将被测量与已知的标准量相比较，获得差值后，再用偏差法测得此差值。
光传感器设备简介
光传感器环境光传感器可以感知四周光线情况，并告知处理芯片自动调整显示器背光亮度，降低产品的功耗目录技术指标应用案例典型应用电气特性简单原理种类应用简介技术指标1、光谱响应/IR抑制:环境光传感器应当仅对400nm至700nm光谱的范围有感应。
2、勒克斯数：大多数应用为1万勒克斯。
[1]3、光敏度：依据光传感器的镜片类别，光线通过镜片后，光衰减可以再25%—50%之间。
低光敏度特别关键（5勒克斯），必需选择可以再找个范围内工作的光传感器。
4、集成的信号调整功能（即放大器和ADC）：一些传感器可能供给特别小的封装，但是却需要一个外部放大器或无源元件来取得所需的输出信号。
具有更高集成度的光传感器省去了外部元件（ADC、放大器、电阻器、电容器等），具有更多的优势。
5、功耗：对于要承受高勒克斯（1万勒克斯）的光传感器来说，采纳非线性模拟输出或数字输出。
6、封装大小：对于大多数应用来说，封装都是越小越好。
可供给的较小封装尺寸约为2.0mm*2.1mm。
而尺寸为1.3mm*1.5mm的4引脚封装则是下一代封装。
应用案例更改车身电子应用环境光检测在车身电子应用中，环境光传感器用于调整仪表盘的背光强度，以及导航系统（GPS）、温度掌控及DVD屏幕中的LCD背光强度。
这对于像BMW的iDrive及Prius的Multi—Info等显示屏而言尤其紧要。
例如，当日光变得昏暗并且漆黑一片时，仪表盘背光将进行不同程度地调整，以达到可见度，并降低可能对驾驶者造成的强光。
使用这些传感器可除去在白天打开车大灯时烦人的显示屏自动亮度调整等程序，环境光传感器的关键功能是利用380nm～780nm的敏感度可见波长，复制了人眼的敏感度。
隧道检测隧道检测需要两个传感器的输入。
个传感器具有“向上看”的较宽视野，以及相对较长的平均移动时间段，长时间段可防止车灯打开和关闭。
第二个传感器具有“向前看”的较窄视野，以及相对较短的平均移动时间段。
这可使隧道传感器对蓦地的日光变化做出快速反应，并打开车大灯，以及在进入隧道时可调整显示屏的背光亮度。
光距离传感器介绍-20171024
四.光距离传感器失效问题分析方法
4.3.2 软件方面 产品设计完成组装成整机后，PCB贴片焊接/组装/油墨涂层均存在一致性问题，从而必然后导致内部绕射的值 不同，所以需要通过软件设置补偿方法保持功能正常，一般有如下几个关键参数可以校准： 0e寄存器值（脉冲寄存器）的设定，结合电流设置和实际机构情况和油墨条件设定其LED脉冲个数，光感器内 部配置有1~255个脉冲可选，一般情况会使用4,8,10,12，16，裸测时建议0x04或者0x08;电流一定的情况下， 可以通过设置脉冲的值来调节LED发射的功率； 0f寄存器值（控制寄存器）的设定，其决定了LED发射电流，Prox开启时使用的PD和Prox/ALS的增益值；目 前有8种电流设置：12.5mA，25mA，50mA，100mA，和小电流12.5*1/9mA，25*1/9mA，50*1/9mA， 100*1/9mA(只有二代Taos光感器才有小电流这个功能)； 0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定，是对实际机构检测值Crosstalk偏大或偏小的情况下，通过 设置偏移值增加或减少其Crosstalk值的补偿方式来达到开屏关屏的门限内; (只有二代Taos光感器有Prox offset 这个功能)； 0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定能有效消除内部绕射，对保持整机一致性有帮助； 如下几种软件设置和Prox校准方式供参考： 非拨号校准：不加Rubber情况下的校准方式，这种条件下内部绕射较严重，建议使用较小的发射功率并增加 offset设置(第一代传感器没offset功就不需要)； 说明: 依经验先固定LED发射小电流和脉冲相对较大点在0x12,而offset值是(0x1e)就是设置 增加Crosstalk 值，反之如offset值是(0x00)设置减少Crosstalk值; 当参数配置好后，校准时采取的值在300~800门限内(这个 也是软件依实际组装机构原来设定好的)，那么校准就成功，光感开屏关屏功能正常，反之采集的Croostalk值过 大，就需重新设置参数，如降低LED工作脉冲等来降低发射功率。
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2.2PROX原理：
通过IR LED 发射的红外线，穿透TW 碰到物体，然后经物体反射，被IR Sensor接受，Sensor将信息传给主 芯片，进而控制LCD的亮和灭：
三.光距离传感器结构设计规范
3.1 TW光感（IR）孔设计
TW上IR孔径决定了发射与接收的区域大小，针对ALS部分很大情度上决定了ALS接收的角度，进而决定 了接受光强的效果, 见下面接受角度与接收光强的关系; 针对Prox部分，表面开孔过小容易造成发射与接收角 过小导致在隔断设计情况下功能死区情况。 光感各供应商都对IR开孔有明确的要求，有的要求开成跑道型，有的要求开成圆形，具体还是按供应商的要求 来定，在开模前要把设计好的图档发给器件供应商评估确认下；
光距离传感器介绍
目录
一.光距离传感器分类 二.光距离传感器工作原理 三.光距离传感器结构设计规范 四.光距离传感器失效问题分析方法
一.光距离传感器分类
2.1 按功能分类 1）可见光传感器，有调节背光功能传感器; 2）接近传感器,有接近功能的传感器; 3）颜色传感器，是在ALS传感器基础上改进，用来侦察环境的亮度，色彩，温度，采用软件调节 的方式按检测到的环境色彩/色温来自动调节背光的亮度色彩效果，价格比ALS高近2倍； 4）手势传感器，可定义依手势来控制屏幕的相应功能。 2.2 依封装方式分类 分二合一和三合一传感器和四合一，五合一传感器 二合一传感器：将环镜光+接近传感器二合为一 三合一传感器：可见光+接近传感器+红外LED三合为一，与二合一传感器最大不同是内部集成了 红外发射管,不需外部LED支持。 四合一传感器，可见光+接近传感器+颜色传感功能+红外LED四合为一； 五合一传感器, 可见光+接近传感器+颜色传感功能+手势传感功能+红外LED五合为一。 其中在手机上，目前比较常用的是三合一传感器，因为其有如下优点：LED功率比二合一外接 LDE功率更容易控制;将发射、接收集成并设计最小化，设计安装更加没有空间的限制，对于结构部 分要求也会简单;二合一传光感实际设计的时候需要重点考虑装入机构内之后的内部绕射的问题，而 三合一传感器因内部已用不锈钢材质做了隔断，设计上主要考虑与TW安装的高度，但也因其一体 化使得发射与接收之间的间距较近，实际安装外部隔离难以实施。
三.光距离传感器结构设计规范
3.6光感1 光感套材质硅胶ZY-870A或KE971，油压模，硬度65~75，颜色黑色，并在2D图纸技术说明； 3.6.2 机构必须破孔让硅胶套完整露出与TW过盈配合，过盈量(D3)为0.15mm; 3.6.3 面壳与硅胶套的单边设计间隙单边>=0.3mm(D2), 空间允许做到0.5mm以上(有利于可靠性跌落测试防 撞); 3.6.4 硅胶套内部五侧(内顶和周边四侧)和光感器零配, 下表面到PCB(无论大板还是小板)或光感FPC距离保留 0.15mm(D11); 3.6.5 Rubber按照sensor发射接收开孔位置中心点开双孔，双孔直径（接收孔D5、接收孔D6）开孔大小根据 不同器件的规范要求，孔壁不做拔模角度； 3.6.7 光感器硅胶套中间隔墙厚度（D4）为根据各供应商要求确定；隔墙不做R角和拔模。 3.6.8 Rubber 顶部与TW接触壁厚倒C角，减小接触面积，以防因过盈导致受力大TW翘起; 3.6.9 Rubber四周外墙胶厚0.4~0.5mm(D7)，但是需要考虑到Rubber的预压问题，建议在空间允许的情况下 尽可能做厚一点; 3.6.10 硅胶套设计上要考虑装配方向防呆设计，防止组装时装反； 3.6.11 双孔区域和中间开槽区域(与光感发射与接收关联的视区内)不能有披锋和多胶、少胶、缩水不良，在2D 图纸技术说明事项要强调； 3.6.12 硅胶套一模多穴，所有穴号要送测FAI尺寸报告；
3.5.2 随着大屏手机越来越普及，这个距离尤其重要关注，否则会出现在使用过程中由于没被触动而亮屏现象， 堆叠时光感所处位置以靠近听筒为原则，建议听筒与光感器中心距（C）不超过20mm；
三.光距离传感器结构设计规范
3.5.3 当要求光感侦测距离为5~7cm时，TW下表面到光感器上表面距离D必须根据各供应商的要求选择；
二.光距离传感器工作原理
光距离传感器应用在手机上作用：节能/保护视力/使背光亮度柔和/打电话时避免触膜错误,要实现 此功能光传感器需有两大功能：ALS+PROX； 2.1 ALS原理：
通过采集环境光的亮度，然后产生电流的变化，进行输出模拟信号，再转换为数据信号传输给主芯片来自动 调节背光的亮度；ALS侦察的目的是这了识别当前环境亮度的情况，通过软件的设置值来自动调节LED功率从而 控制其屏幕的背光亮度值，在不同环境下光传感器LED功率自动调节。
3.3 TW 玻璃(IR孔区域)的厚度要求
一般TW玻璃 (IR孔区域)厚度要求<=1.0mm, 过厚会对衰减红色光能量，也会加大内部绕射量; 理想的TW玻璃 (IR孔区域)厚度是确保0.5mm<T≦0.7mm; 如果项目使用的TW玻璃 (IR孔区域)厚度超过1.0mm以上，需单独发给光感厂评估，做光学模拟后再做光感结 构设计。
四.光距离传感器失效问题分析方法
4.2 光感结构&垫高设计分析
4.2.1当光感器直接贴在PCB上时，注意检查支 撑PCB的筋位或螺母高度是否有超差，要保证机 构公差在+/-0.05mm; 4.2.2当光感器采用垫高方案时，要检查每个垫 高器件、FPC、背胶辅料的厚度和总厚度，注意 管控每个重点尺寸公差，以防累积公差对光感器 Airgap (D1)的影响； 4.2.3光感器垫高支撑要可靠，不能存在装配后 光感器下陷影响Airgap变化的风险； 4.2.4如果TW抬高或下沉需要重评做Airgap变化 后的光感结构设计； 4.2.5由于光感硅胶套是依Airgap (D1)尺寸来设 计的，所有结构上有影响D1尺寸的相关零件都 要检查，如有变更，需要检查光感硅胶套设计是 否要更改。
四.光距离传感器失效问题分析方法
4.3.2 软件方面 产品设计完成组装成整机后，PCB贴片焊接/组装/油墨涂层均存在一致性问题，从而必然后导致内部绕射的值 不同，所以需要通过软件设置补偿方法保持功能正常，一般有如下几个关键参数可以校准： 0e寄存器值（脉冲寄存器）的设定，结合电流设置和实际机构情况和油墨条件设定其LED脉冲个数，光感器内 部配置有1~255个脉冲可选，一般情况会使用4,8,10,12，16，裸测时建议0x04或者0x08;电流一定的情况下， 可以通过设置脉冲的值来调节LED发射的功率； 0f寄存器值（控制寄存器）的设定，其决定了LED发射电流，Prox开启时使用的PD和Prox/ALS的增益值；目 前有8种电流设置：12.5mA，25mA，50mA，100mA，和小电流12.5*1/9mA，25*1/9mA，50*1/9mA， 100*1/9mA(只有二代Taos光感器才有小电流这个功能)； 0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定，是对实际机构检测值Crosstalk偏大或偏小的情况下，通过 设置偏移值增加或减少其Crosstalk值的补偿方式来达到开屏关屏的门限内; (只有二代Taos光感器有Prox offset 这个功能)； 0x1e偏移寄存器值（Prox offset寄存器）的设定能有效消除内部绕射，对保持整机一致性有帮助； 如下几种软件设置和Prox校准方式供参考： 非拨号校准：不加Rubber情况下的校准方式，这种条件下内部绕射较严重，建议使用较小的发射功率并增加 offset设置(第一代传感器没offset功就不需要)； 说明: 依经验先固定LED发射小电流和脉冲相对较大点在0x12,而offset值是(0x1e)就是设置 增加Crosstalk 值，反之如offset值是(0x00)设置减少Crosstalk值; 当参数配置好后，校准时采取的值在300~800门限内(这个 也是软件依实际组装机构原来设定好的)，那么校准就成功，光感开屏关屏功能正常，反之采集的Croostalk值过 大，就需重新设置参数，如降低LED工作脉冲等来降低发射功率。
四.光距离传感器失效问题分析方法
4.3 其它硬软件设定对光感功能实现的影响 4.3.1硬件方面 对Sensor供电电源的设计影响电压的稳定性，从而影响光感接收（采集信号）的准确度，也即 是对光的接收或红外Crosstalk值判断误差； 有单电源设计与双电源设计方式，单电源是指光感VDD(接收器)和LED（发射器）是共用电源， 反之分开供电方式就是双电源，一般双电源设计电压稳定性高； 采用两路分电压设计后，还是需要增加滤波电容，一般建议一大一小。
3.2 TW IR孔透光率要求
可见光部分透光率（以540nm为准）依15%±5%管控，从美观上考虑，为了从外观看sensor不明显，可 见光部分占主导，经验证，可见光透光率设计在10%基本无法看到sensor在内部的情况。小于10%的透光率 因油墨印刷工艺(公差+/-3%)的限制很难保持一致性，这样对于ALS的侦察一致性范围差异非常大。 红外部分透光率(以850nm为准)需>=75%，红外部分的透光率直接决定接近功能的实现，如果红外透过 率差，表明内部绕射会比较严重; 除此之外红外部分经过发射/接收二次衰减，整体接近透过率为实际透过率的 平方，所以这个透过率越大越好。
三.光距离传感器结构设计规范
3.5光感器件的堆叠要求
3.5.1光传感器周围不能放置其它发光体（如充电灯，信号灯位置），检查LCD其它发光体是否漏光对传感器的 影响; 指示灯与光感的中心距离要控制在3.0mm以上，避免空间过小导致密封结构不好做，致使指示灯光线漏到光感 内，影响光感功能。
三.光距离传感器结构设计规范
三.光距离传感器结构设计规范
3.4 光感器件的装配
3.4.1 焊接在PCB板上再与壳体装配，也称COB设计方案 1）这种情况一般硅胶套高度较高，组装时硅胶胶容易碰掉，壳料上光感开槽四周骨位要倒C0.2以上倒角; 2）光感硅胶套与光感孔间隙(D2)为单边留>=0.3mm, 空间允许做到0.5mm以上。 3.4.2 焊接在FPC上再贴在光感支架，后与面壳装配 1）这种方式来料为光感FPC，FPC装在光感支架上成一整体，后装到PCBA上，光感器支架定位柱与光感FPC定 位孔配合间隙0.05mm; 2）这种定位方式相对误差累积大，光感硅胶套与光感孔间隙(D2)为单边留>=0.3mm, 空间允许做到0.5mm以 上。