用于光学式邻近侦测器的精确度估计制造技术

一种光学式邻近侦测器，其包括一驱动器、光侦测器、模拟前端及数字后端。该驱动器驱动光源以发射光。该光侦测器产生指示该发射光的反射离开一对象并入射于该光侦测器上的一部分的一量值及一相位的一光侦测信号。该模拟前端包括放大电路，及输出一数字光侦测信号或指示其的数字同相信号及正交相位信号的一或多个模拟至数字转换器(ADC)。该数字后端包括一距离计算器及一精确度估计器。该距离计算器取决于通过该模拟前端的该(等)ADC输出的该数字光侦测信号或这些数字同相信号及正交相位信号而产生一数字距离值。该精确度估计器产生指示该数字距离值的一精确度的一精确度值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例大致上关于光学式邻近侦测器及与随着光学式邻近侦测器所使用的方法，且特别是关于产生指示在光学式邻近侦测器和一对象之间的距离的距离值以及产生指示该距离值的精确度的精确度值的光学式邻近侦测器。
技术介绍
光学式邻近侦测器(其也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，至对象的距离)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，此等侦测器也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；TOF)原理侦测至对象的距离的情况下，此等侦测器还可被称作光学TOF传感器、光学TOF邻近传感器、光学TOF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经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。也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
本专利技术的实施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。根据某些实施例，一种光学式邻近侦测器包括驱动器、光侦测器、模拟前端，及数字后端。驱动器驱动光源以发射光。光侦测器产生指示所发射光的反射离开对象并入射于光侦测器上的一部分的量值及相位的光侦测信号。模拟前端包括放大电路，及输出数字光侦测信号或指示其的数字同相信号及正交相位信号的一或多个模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter；ADC)。数字后端包括距离计算器及精确度估计器。距离计算器取决于由模拟前端的ADC输出的数字光侦测信号或数字同相信号及正交相位信号而产生数字距离值。精确度估计器产生指示数字距离值的精确度的精确度值。附图说明图1说明光学式邻近侦测器的实施例。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说明根据实施例的光学式邻近侦测器的实施例。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)使用方法的高阶流程图。图6为用以描述用于提供精确度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)使用方法的高阶流程图。图7说明根据实施例的系统，其包括在图1或图4中介绍的光学式邻近侦测器。附图标记说明：102-光学式邻近侦测器/光学式距离侦测器；103-不透明光障壁；104-红外光源；105-对象/目标；106-光侦测器；107-校准参考信号产生器；108-模拟前端电路/前端/模拟前端；109-电压供应器；110-驱动器；111-DC光电流(DCPC)模拟至数字转换器(ADC)；112-数字后端电路/数字后端；120-时序产生器；122-放大器；130-增益调整电路；132-放大电路/模拟放大电路；140-IQ解调器电路/IQ解调器；142i-混频器；142q-混频器；144i-模拟低通滤波器；144q-模拟低通滤波器；146i-模拟至数字转换器(ADC)；146q-模拟至数字转换器(ADC)；150-增益调整控制器；152-数字滤波器；153-动态增益及相位偏移修正器；154-串扰修正器；156-相位及量值计算器；158-静态相位偏移修正器；160-缓存器；162-内存；164-距离计算器；166-精确度估计器；202～256-方法步骤；402-光学式邻近侦测器；404-温度传感器；406-供电电压传感器；408-前向电压降传感器(Vf传感器)；410-数字电路及/或微控制器单元(MCU)；502～518-方法步骤；602～616-方法步骤；700-系统；704-比较器或处理器；706-子系统；I-频道；Idem-同相解调变信号；Q-频道；QDem-正交相位解调变信号；Sw-开关；Vcc-供电电压。具体实施方式图1说明2014年9月24日申请的名为「OpticalProximityDetectors」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(TOF)原理侦测至对象的距离的情况下，其也可更特定地称作光学式TOF距离传感器、光学式TOF邻近传感器、光学式TOF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。还可将光源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也可被称作模拟前端(analogfront-end；AFE)、前端频道或简称为前端。类似地，数字后端电路108也可被称作数字后端、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度的高频信号还可提供至前端108。时序产生器120还可包括用以产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由包括一光源及一光侦测器的一光学式邻近侦测器使用的方法，该方法包含：(a)利用具有一载波频率的一驱动信号驱动该光源以借此使该光源发射具有该载波频率的光；(b)产生指示由该光源发射的该光的反射离开一对象且入射于该光侦测器上的一部分的一量值及一相位的一模拟光侦测信号；(c)使用放大电路放大该模拟光侦测信号以借此产生一经振幅调整的模拟光侦测信号；(d)取决于该经振幅调整的模拟光侦测信号产生数字同相信号及正交相位信号；(e)取决于这些数字同相信号及正交相位信号产生指示该光学式邻近侦测器与该对象之间的一距离的一数字距离值；(f)产生指示该数字距离值的一精确度的一数字精确度值；及(g)输出该数字距离值及该数字精确度值。

【技术特征摘要】
2014.12.09 US 62/089,526;2015.05.21 US 14/718,8441.一种由包括一光源及一光侦测器的一光学式邻近侦测器使用的方法，该方法包含：
(a)利用具有一载波频率的一驱动信号驱动该光源以借此使该光源发射具有该载波频
率的光；
(b)产生指示由该光源发射的该光的反射离开一对象且入射于该光侦测器上的一部分
的一量值及一相位的一模拟光侦测信号；
(c)使用放大电路放大该模拟光侦测信号以借此产生一经振幅调整的模拟光侦测信
号；
(d)取决于该经振幅调整的模拟光侦测信号产生数字同相信号及正交相位信号；
(e)取决于这些数字同相信号及正交相位信号产生指示该光学式邻近侦测器与该对象
之间的一距离的一数字距离值；
(f)产生指示该数字距离值的一精确度的一数字精确度值；及
(g)输出该数字距离值及该数字精确度值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(f)包括：
判定与在步骤(b)处产生的该模拟光侦测信号相关联的一信噪比(signal-to-noise
ratio；SNR)；及
取决于该信噪比产生该数字精确度值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该判定与在步骤(b)处产生的该模拟光侦测
信号相关联的该信噪比包括：
判定由该光侦测器侦测的环境光的一噪声频谱密度比重；及
取决于由该光侦测器侦测的环境光的该判定的噪声频谱密度比重来判定该信噪比。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(f)包括取决于以下各者来判定该数字
精确度值：
一积分时间，其设定该光学式邻近侦测器的一噪声带宽；
一DC光电流，其与产生该模拟光侦测信号的该光侦测器相关联；及
使用该光侦测器产生的该模拟光侦测信号的一量值。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(f)处产生的该数字精确度值包含指
示标准偏差的一量测值。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)处输出的该数字距离值及该数字
精确度值采用一相同长度单位。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(g)处，输出的该数字距离值是采用一
长度单位，且输出的该数字精确度值对应于一百分比。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包含：
(h)取决于该数字精确度值判定是否使用该数字距离值以选择性地启用或停用一子系
统。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(h)包含：
(h.i)比较该数字精确度值与指示一指定最小可接受精确度的一精确度临限位准；
(h.ii)若该数字精确度值低于该精确度临限位准，则判定该数字距离值应用以选择性
地启用或停用该子系统；及
(h.iii)若该数字精确度值高于该精确度临限位准，则判定该数字距离值应不用以选
择性地启用或停用该子系统。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该数字精确度值的一量值与该数字距离值
的一精确度成反比，以使得该数字距离值的该量值愈小，该数字距离值的该精确度愈大。
11.一种光学式邻近侦测器，特征在于，包含：
一驱动器，其产生具有一载波频率的一驱动信号，该驱动信号用于驱动一光源以借此
使该光源发射具有该载波频率的光；
一光侦测器，其产生一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：井樽·博美，
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