[發明專利]具有偏置補償的光學接近傳感器

有效

• 申請號: 201210069729.5
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN103105612B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: K·C·戴爾;X·林
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 姬利永

優先權和相關申請

本申請要求以下申請的優先權：2012年1月27日提交的題為“OPTICAL?PROXIMITY?SENSORS?WITH?OFFSET?COMPENSATION(具有偏置補償的光學接近傳感器)”的美國非臨時專利申請No.13/360,168；以及2011年11月11日提交的題為“OPTICAL?PROXIMITY?SENSORS?WITH?OFFSET?COMPENSATION(具有偏置補償的光學接近傳感器)”的美國臨時專利申請NO.61/558,989。

本申請涉及共同轉讓的2010年3月2日提交的題為“PROXIMITY?SENSOR?WITH?IMPROVED?AMBIENT?LIGHT?REJCTION(改進的去除環境光的接近傳感器)”美國專利申請No.12/716,220。

技術領域

本發明的實施例一般涉及補償干擾光和/或去除環境光的光學接近傳感器(optical?proximity?sensors)。

背景技術

光學傳感器，例如光學接近傳感器，典型地包括光源和鄰近的光敏光檢測器。基于從光源發出的、被物體反射并被光檢測器檢測到的光的量，這種光學傳感器可用于檢測物體的存在性、估計物體的接近度和/或檢測物體的移動。隨著電池供電式手持裝置的出現，例如移動電話，這些傳感器的價值越來越重要。例如，來自移動電話電池的適當能量用于驅動顯示器，當移動電話或其它裝置靠近用戶的耳朵(總之，當其不能被觀察到時)時，關閉顯示器或背光是有價值的。光學接近傳感器就是用于此，及許多其它的應用。

對于其它示例，存在許多其它的應用，其中采用光學接近傳感器能夠檢測物體的存在，從而帶來了改進。這包括，感測機器上的保護蓋何時被打開、紙張何時被正確地放置在打印機中、或操作者的手何時靠近運轉的機器而處于危險中。光學接近傳感器還可用作簡單觸摸或接近觸摸(near-touch)激活式開關，也可在例如鍵盤、或在具有密封的但允許來自光源的光通過并在返回時被檢測的塑料外殼的裝置之類的應用中實施。

并非朝著目標物體傳輸、而是直接從光源向檢測器傳輸的從光源到檢測器的光，降低了整個裝置感測距離的能力。這種光基本上在包裝內的邊側傳播，被認為是噪音或“漏光”，其不包含信息。為了減少、優選地阻止漏光，典型地使用不透明的光屏障以隔離光源和光檢測器。然而，光屏障增加了光學傳感器的復雜度、成本和尺寸。另外，光屏障通常是有瑕疵的，從而導致了在光屏障下方、上方和/或透過光屏障的漏光。

光學傳感器通常與為玻璃、塑料或某種其它保護性透光材料的蓋板一起使用(例如，放置在蓋板后和/或被蓋板覆蓋)。舉例來說，蓋板可以是覆蓋移動電話、便攜式音樂播放器或個人數據助理(PDA)的屏幕的玻璃，或是覆蓋膝上型計算機、上網本或平板計算機的屏幕的塑料。當在光學傳感器上放置這種蓋板時，光學傳感器通常對鏡面反射敏感。相似地，鏡面反射降低了整個裝置感測接近度的能力，這是由于鏡面反射基本上是不包含信息的噪音。

鑒于以上情況，需要使直接從光源向光檢測器傳輸的光最小化，同時，使鏡面反射和/或其它內部反射光最小化。實現這些目標的常規嘗試典型地涉及修改光學傳感器的機械/結構設計。

發明內容

在以下的詳細描述中，參考了構成說明書的一部分的附圖，這些附圖圖解地示出了具體的說明性實施例。可以理解，可采用其它實施例，以及可進行機械和電氣的改變。因此，以下的詳細描述內容并不旨在進行任何限制。在以下的描述中，從始至終，相似的標號或附圖標記將用來指代相似的部分和元件。此外，參考標號的第一位標識了該參考標號首次出現的附圖。

圖1示出示例性光學傳感器102，其可以是用于檢測物體的存在性、估算物體的接近度和/或檢測物體的移動的接近傳感器。光學傳感器102包括光檢測器114(也稱為光電檢測器)，驅動器106，時序控制器108，和模-數轉換器(ADC)116。驅動器106被時序控制器108輸出的發射(TX)信號控制，以選擇性地驅動光源104。光檢測器114產生模擬信號(例如電流)，其指示入射在光檢測器114上的光的強度。ADC將光檢測器114產生的模擬信號(例如電流)轉換成可用來檢測物體122的存在性、接近度和/或移動的數字信號(例如N-位信號)。光源104可為例如一個或多個發光二極管(LED)或激光二極管，但不限于此。由于人眼不能察覺IR光線，光學接近傳感器多采用紅外(IR)光源，但可選地光源也可產生其它波長的光。光檢測器可為例如一個或多個光電二極管(PD)，但不限于此。