[發明專利]近物感測裝置及具有近物感測功能的光學感測電路

有效

• 申請號: 201610964129.3
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN108021225B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 李盛城;林文勝;藍世豪
• 申請（專利權）人: 敦宏科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G01D5/30;G01J1/42;H04M1/725
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;尚群

一種近物感測裝置及具有近物感測功能的光學感測電路，以一驅動模塊、一發光元件、一光接收模塊、一轉換模塊、一判斷模塊、一同步序向模塊、一類比前端模塊、以及一類比?數位轉換器組成具有自我校正功能的新穎近物感測裝置。其中，該轉換模塊至少包括：一信號放大晶體管、一電流鏡、N組疊接晶體管對、以及一電流?電壓轉換電阻。于近物感測裝置開始進行自我校正之前，先利用該轉換模塊將該光接收模塊的一感測信號初始地配置成一電壓信號。接著，再通過判斷模塊、同步序向模塊以及數位?類比轉換器的相互配合完成自我校正。

技術領域

本發明涉及電子電路的技術領域，特別是一種近物感測裝置以及一種具有近物感測功能的光學感測電路。

背景技術

隨著智能手機的高度發展，手機已經不再是一個簡單的通信工具；尤其，在擴增實境(Augmented Reality,AR)與虛擬實境(Virtual Reality,VR)技術被廣泛地應用至智能手機后，智能手機儼然成為人們日常生活所不可或缺的電子產品。

智能手機內部配置有幾種基本感測器，包括：環境光感測器(ambient lightsensor)、距離感測器(proximity sensor)、重力感測器(G-sensor)、加速度感測器(accelerometer Sensor)、磁(場)感測器(magnetism sensor)、陀螺儀(gyroscope)、全球定位系統(Global Positioning System,GPS)。除了上述基本感測器以外，高階的智能手機可能還會搭載血氧感測器、心率感測器、指紋感測器等用以感測使用者的個人信息的感測器。

請參閱圖1，為顯示蘋果的智能手機的上視圖。并且，請繼續參閱圖2，為顯示環境光感測器與距離感測器的封裝結構的側面剖視圖。如圖1與圖2所示，環境光感測器與距離感測器通常整合為一個光學感測模塊2’，且光學感測模塊2’于電路組成上包括：一電路基板21’、一發光元件22’、一光接收元件23’、以及一控制與處理單元(未圖示)；其中，該電路基板21’設置于智能手機1’的主電路板10’上，且該處理單元、該發光元件22’與該光接收元件23’皆容置于開設有一出光窗24’與一收光窗25’的一容置體26’中。

圖1中特別標示出智能手機1’的聽筒11’位置。值得說明的是，于聽筒11’附近開設有一出光孔12’與一收光孔13’。于所述光學感測模塊2’的運作上，該光接收元件23’通過收光孔13’感測外部一環境光152’的強度，使得控制與處理單元可根據環境光152’的強度變化進而通知相關控制電路對應地調整智能手機1’的觸控熒幕的背光強度。另一方面，控制與處理單元也可以驅動該發光元件22’通過該出光孔12’發出一檢測光31’至外部一物體3’，再借由該光接收元件23’接收由該物體反射而出的一物體反射光32’；之后，后端處理單元便可根據該光接收元件23’所輸出電流信號的強弱變化，經數學運算后得知該物體3’與智能手機1’的聽筒11’的距離遠近。同時參閱圖1與圖2可以得知，圖2所顯示的物體3’指的就是使用者的耳朵；并且，當使用者將智能手機1’的聽筒11’貼近耳朵的時候，所述控制與處理單元便會通知后端其它控制電路對應地關閉智能手機1’的觸控熒幕，避免使用者的臉部誤觸智能手機1’的觸控熒幕。

然而，于發光元件22’發出檢測光31’至該物體3’時，一蓋板15’也會同時反射一反射光151’至該光接收元件23’。根據封裝方式的不同，所述蓋板15’可能是光學感測模塊2’的壓克力蓋板，也可能是智能手機1’頂部的玻璃板。重要的是，所述反射光151’會成為串擾噪音(crosstalk noise)，并伴隨著該物體反射光32’同時被光接收元件23’所接收，導致控制與處理單元無法正確地計算出物體3’與智能手機1’的正確距離。另一方面，由于光接收元件23’也會同時通過收光孔13’感測環境光152’的強度，可想而知，環境光152’也會伴隨著物體反射光32’而同時被光接收元件23’所接收，也因此成為控制與處理單元無法正確地計算出物體3’與智能手機1’的正確距離的另外一個因素。