用于光学式邻近侦测器的开路修正制造技术

本发明专利技术提供一种光学式邻近侦测器，其包括一驱动器、光侦测器、模拟前端、感测修正因子(例如，温度、供电电压及/或前向电压降)的传感器及一数字后端。该驱动器驱动该光源以发射光。该光侦测器产生一光侦测信号，其指示反射离开一对象并入射于该光侦测器上的该发射光的一部分的一大小及一相位。该模拟前端接收该光侦测信号并输出经提供至该数字后端的一数字光侦测信号或数字同相信号及正交相位信号。该数字后端执行对于由该模拟前端的一部分所引起的增益及/或相位的动态变化的闭路修正，使用多项式等式及感测的修正因子以执行对于温度、供电电压及/或前向电压降的动态变化的开路修正，且输出一距离值。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 优先权要求 本申请案主张2014年10月24日申请的美国临时专利申请案第62/068, 257号及 2015年5月21日申请的美国专利申请案第14/718, 563号的优先权，该等申请案以引用的 方式并入本文中。
本专利技术是有关光学式邻近侦测器、供光学式邻近侦测器使用的方法和包含光学式 邻近侦测器的系统。
技术介绍
光学式邻近侦测器（其亦可被称作光学式邻近传感器或光学式邻近侦测传感器） 通常包括或使用光源及邻近感旋光性光侦测器。此光学式邻近侦测器可用以基于源自光源 的自对象反射且由光侦测器侦测的光来侦测对象的存在、估计对象的邻近（例如，至对象 之距离）及/或侦测对象的运动。在此等侦测器特定地用以侦测至对象的距离的情况下， 此等侦测器亦可被称作光学式距离侦测器或光学距离传感器。在此等侦测器依赖于飞行时 间（time-of-flight ;T0F)原理侦测至对象的距离的情况下，此等侦测器亦可被称作光学 T0F传感器、光学T0F邻近传感器、光学T0F邻近侦测器或类似者。随着电池操作式手持型 装置（诸如，移动电话）的出现，此等侦测器/传感器的价值已变得更重要。举例而言，来 自移动电话电池的大量能量用以驱动显示器，且在当使移动电话或其他装置处于用户的耳 部（其中无论如何不能观看移动电话或其他装置）时关断显示器或背光方面存在价值。光 学式邻近侦测器已用于此及许多其他应用。 对于其他实例，存在对象的存在可有利地藉由光学式邻近侦测器侦测的许多其他 应用。此等范围自感测机械上已打开保护盖、纸已经正确地定位于打印机中或操作者的手 有危险地在操作机器附近的时间。亦可将光学式邻近侦测器用作简单触碰或近触碰启动式 开关，且可将其实施于如键盘或具有经密封但允许来自光源的光穿过且反过来由侦测器感 测的塑料外壳的装置的应用中。
技术实现思路
本专利技术的具体实例是关于光学式邻近侦测器、供光学式邻近侦测器使用的方法， 及包括光学式邻近侦测器的系统。根据某些具体实例，光学式邻近侦测器包括驱动器、光侦 测器、模拟前端、感测修正因子（例如，温度、供电电压及/或前向电压降）的传感器，及数 字后端。驱动器驱动光源发射光。光侦测器产生指示反射离开对象并入射于光侦测器上的 该发射光的一部分的大小及相位的光侦测信号。模拟前端接收光侦测信号并输出提供至数 字后端的数字光侦测信号或数字同相信号及正交相位信号。数字后端执行对于由模拟前端 的一部分所引起的增益及/或相位的动态变化的闭路修正，使用多项式等式及感测的修正 因子以执行对于温度、供电电压及/或前向电压降的动态变化的开路修正，且输出距离值。【附图说明】 图1说明光学式邻近侦测器的具体实例。 图2A为用以描述用于由诸如图1中介绍的光学式邻近侦测器的光学式邻近侦测 器在操作模式期间使用的方法的高阶流程图。 图2B为用以描述用于由诸如图1中介绍的光学式邻近侦测器的光学式邻近侦测 器在动态增益及相位偏移校准模式期间使用的方法的高阶流程图。 图2C为用以描述用于由诸如图1中介绍的光学式邻近侦测器的光学式邻近侦测 器在串扰校准模式期间使用的方法的高阶流程图。 图2D为用以描述用于由诸如图1中介绍的光学式邻近侦测器的光学式邻近侦测 器在静态相位偏移校准模式期间使用的方法的高阶流程图。 图3说明由图1中介绍的驱动器产生的驱动信号的例示性重复率及例示性脉冲宽 度。 图4说明根据具体实例的光学式邻近侦测器的具体实例。 图5为用以描述用于对残余误差执行开路修正以供光学式邻近侦测器（诸如图4 中介绍的光学式邻近侦测器）使用的方法的高阶流程图。 图6为用以描述用于提供精确度的估计以供光学式邻近侦测器（诸如图4中介绍 的光学式邻近侦测器）使用的方法的高阶流程图。 图7说明根据具体实例的系统，其包括在图1或图4中介绍的光学式邻近侦测器。【具体实施方式】 图1说明2014年9月24日申请的名为「Optical Proximity Detectors」的共同 让渡的美国专利申请案第14/495, 688号揭示的光学式邻近侦测器102。在光学式邻近侦 测器102用于侦测至对象（例如，105)的距离的情况下，光学式邻近侦测器102可替代性 地被称作光学式距离侦测器102。在光学式邻近侦测器102依赖于飞行时间（T0F)原理侦 测至对象的距离的情况下，其亦可更特定地称作光学式T0F距离传感器、光学式T0F邻近传 感器、光学式T0F邻近侦测器或类似者。参看图1，将光学式邻近侦测器102展示为包括红 外光源104、光侦测器106、模拟前端电路108、数字后端电路112、驱动器110及时序产生 器120。亦可将光源104及光侦测器106视为模拟前端电路108的一部分。模拟前端电路 108亦可被称作模拟前端（analog front-end ;AFE)、前端频道或简称为前端。类似地，数字 后端电路112亦可被称作数字后端、后端频道或简称为后端。时序产生器120可包括（例 如）输出高频信号（例如，4. 5MHz或5MHz)的本地振荡器，及将高频信号移相90度的移相 器。如以下将按额外细节来描述，高频信号（例如，4. 5MHz或5MHz)可经提供至驱动器110 及前端108,且移相90度的高频信号亦可提供至前端108。时序产生器120亦可包括用以 产生可由光学式邻近侦测器102的各种其他区块使用的其他频率（例如较低及/或较高频 率）的信号的电路。光学式邻近侦测器102亦展示为包括产生标记为Vcc的供电电压的电 压供应器109。由电压供应器109输出的供电电压可用以直接向模拟前端108及数字后端 112两者的各种组件供电。亦有可能由电压供应器109输出的供电电压升压或降压至用以 向模拟前端108及/或数字后端112的特定组件供电的一或多个其他电压。 红外光源104可为（例如）一或多个红外线发光二极管（LED)或红外线雷射二极 管，但不限于此。虽然红外线（infrared ;IR)光源常用于光学式邻近侦测器中，但因为人眼 不能侦测IR光，所以光源可替代性地产生其他波长之光。因此，红外光源104可更一般地 被称作光源104。光侦测器106可为（例如）一或多个光电二极管（photodiode ;Ρ?)，但不 限于此。当实施为在光导模式中操作的Η)时，光侦测器106将侦测的光转换成电流信号。 若实施为在光电模式中操作的H)，则光侦测器106将使侦测的光转换成电压信号。除非另 有叙述，否则为了此描述之故而假定光侦测器106为在光导模式中操作的ro。 根据具体实例，前端108接收广泛范围的在高频（例如，4. 5MHz或5MHz)下的输 入电流（来自光侦测器106)，且调节信号以用于数字化。此调节可包括调整增益以增大且 较佳地优化动态范围，滤波以增大且较佳地优化信杂比（signal-to-noise ratio ;SNR)，及 IQ解调变以简化数字后端处理。根据具体实例，数字后端112执行额外滤波，修正动态增益 及相位偏移误差，修正串扰误差，且计算指示光学式邻近侦测器102与目标105之间的距离 的相位。数字后端112亦可修正静态相位偏移误差。另外，数字后端112产生用于模拟前 端108的一或多个控制信号。以下描述模拟前端108及数字后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学式邻近侦测器，其特征在于包含：一驱动器，其调适以产生具有一载波频率的一驱动信号，所述驱动信号用于驱动一光源以藉此使所述光源发射具有所述载波频率的光；一光侦测器，其调适以产生一光侦测信号，所述光侦测信号指示由所述光源发射而反射离开一对象且入射于所述光侦测器上的所述光的一部分的一大小及一相位；一模拟前端，其调适以接收由所述光侦测器产生的所述光侦测信号并取决于所述光侦测信号而输出一数字光侦测信号，或数字同相信号及正交相位信号；一或多个传感器，其调适以感测自下列各者所构成的族群中选出的一或多个修正因子：温度、供电电压或前向电压降；及一数字后端，其调适以自所述模拟前端接收所述数字光侦测信号，或所述数字同相信号及正交相位信号，对由所述模拟前端的一部分所引起的增益或相位中的至少一者的动态变化执行一或多个闭路修正，使用一或多个多项式等式及所述一或多个感测修正因子中的至少一者来对温度、供电电压或前向电压降中的至少一者的动态变化执行一或多个开路修正，且输出一距离值，所述距离值指示在所述光学式邻近侦测器与一对象之间的一距离，由所述光源发射的所述光反射离开所述对象且入射于所述光侦测器上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井樽·博美，菲利普·V·枸登，史蒂芬·赫伯斯特，
申请(专利权)人：英特希尔美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US