具有串扰补偿的接近传感器制造技术

一种具有串扰补偿的接近传感器(1)，包括发送电路(10)以发送要在目标(2)和干扰物体(3)处反射的信号，并包括接收电路(20)以接收具有有用分量(RS1)和噪声分量(RS2)的反射信号(RS)。接收电路(20)包括输出节点(A20)以根据接近传感器(1)与目标(2)的距离提供输出信号(Vout2)。接收电路(20)包括串扰补偿电路(100)，串扰补偿电路包括第一充电电路(110)以提供用于粗略串扰补偿的第一电荷，并包括第二充电电路(120)以提供用于精细串扰补偿的第二电荷。控制电路(30)设置第一电荷和第二电荷的量，使得串扰补偿电路(100)的输出信号(Vout2)取决于反射信号(RS)的有用分量(RS1)并且独立于反射信号的噪声分量(RS2)。

Proximity sensor with crosstalk compensation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有串扰补偿的接近传感器
本公开涉及一种在接近传感器的环境中检测目标的接近传感器，其中，传感器被配置为执行串扰补偿。
技术介绍
接近传感器用于检测在接近传感器的环境中目标的存在和/或目标与接近传感器之间的距离。在接近传感器被配置为光传感器的情况下，例如IR(红外)光的脉冲的光信号可以由传感器的发送电路的光源朝向目标发射。发射的光信号在目标处被反射并在接近传感器的接收电路处被接收。接收电路被配置为评估在目标处反射之后检测到的光信号，并确定目标的存在和/或接近传感器与目标之间的距离。接近传感器系统可以包括耦合至驱动器的IR发光二极管。与例如接近调制器子系统的接收电路同步地，驱动器驱动IR发光二极管以产生周期性的IR脉冲。在存在目标或障碍物的情况下，脉冲能量中的一些被反射回来，以在接收电路中作为光检测器使用的IR光电二极管中产生类似的脉冲光电流分布。可以通过评估光电流并通过接收电路将其转换为相应的输出信号(例如输出电压)来测量反射能量。测量由此产生的输出电压，并通过模数电路(ADC)将其转换为数字输出，以供任何后端处理单元进一步操纵。能够根据表示反射信号强度的ADC输出数据来提取目标的存在以及目标与接近传感器之间的距离。通常，发射的光信号不仅在目标处被反射，而且还会在干扰物体处被反射。因此，反射光信号不仅具有有用分量。在正常情况下，反射光信号除具有由发射的光信号在目标处的反射所引起的有用的光反射分量外，还经常具有由发射的光信号在干扰物体处的反射所引起的一些不希望/噪声光反射分量。在下文中，不希望的光反射分量或噪声分量将称为光串扰。光学接近传感器可以用于移动电话中，以检测目标的存在/到目标的距离，该目标例如为用户的头部/耳朵。在这种情况下，接近传感器的发送电路向例如用户的头部/耳朵的目标发射光信号。接近传感器的接收电路检测在目标、特别是用户的头部/耳朵处反射的光信号，以检测用户的头部/耳朵的存在，尤其是移动电话到用户的距离。如果检测到与目标接近，则根据检测到的场景来改变移动电话的一些操作参数。作为示例，如果移动电话中包括的接近传感器检测到用户与移动电话接近，例如在通话期间移动电话被压到的用户的耳朵存在，则可以关闭或降低移动电话的显示器的光强度以节省电力。参考在移动电话中使用接近传感器的示例，反射光信号的串扰分量是由所发送的光信号(例如IRLED脉冲能量)在移动电话的封装件、反射手机玻璃等处的反射产生的。为了提取和转换从目标接收的反射能量，必须对反射光信号的这种不希望/噪声分量进行补偿。需要提供一种接近传感器，其在保持高分辨率的同时允许在扩展的范围内进行串扰补偿。
技术实现思路
在权利要求1中规定具有串扰补偿的接近传感器的实施例。所述接近传感器包括发送电路，以发送要在目标和干扰物体处反射的信号。接近传感器还包括接收电路，以接收具有有用分量和噪声分量的反射信号。所述接收电路包括输出节点，以根据接近传感器与目标的距离提供输出信号。所述接收电路还包括信号节点，以施加由接收电路根据反射信号产生的评估信号。所述接收电路还包括串扰补偿电路，以产生输出信号。所述串扰补偿电路耦合到信号节点。所述串扰补偿电路包括的第一充电电路以提供第一电荷，并包括第二充电电路以提供第二电荷。第一电荷和第二电荷被施加到信号节点。接近传感器还包括控制电路，以控制第一充电电路和第二充电电路以设置第一电荷和第二电荷的量，使得串扰补偿电路的输出信号取决于反射信号的有用分量并且独立于反射信号的噪声分量。接近传感器允许通过对在不存在目标的情况下在干扰物体处反射的光信号的能量进行估算来测量光串扰的量。当通过脉冲IRLED产生光信号时，能够通过对在不存在目标的情况下在干扰物体处反射的IRLED脉冲能量进行估算来测量光串扰的量。接近传感器提供了一种扩展的串扰补偿方法，该方法使用第一充电电路进行粗略串扰补偿，同时通过使用第二充电电路来消除精细的串扰残留。第二充电电路可以被配置为用于接近传感器的运算放大器的偏移调整电路。这意味着可以通过使用运算放大器的偏移策略来执行精细串扰补偿。提出的解决方案的结果是非常宽的串扰补偿范围，同时仍保持非常精细的分辨率。接近传感器可以用作移动电话中的组件，以消除或补偿例如对于无孔移动应用所需的接近感测的增加的光串扰，同时仍保持精细的串扰补偿分辨率。在下面的详细描述中阐述了额外的特征和优点，对于本领域技术人员而言，这些额外的特征和优点从描述中部分是显而易见的，或者通过实施如书面说明书及其权利要求书以及附图中所描述的实施例来了解。应理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，并且旨在提供概述或框架以理解权利要求书的性质和特征。附图说明包括附图以提供进一步的理解，并且附图被结合在说明书中并构成说明书的一部分。附图示出了一个或更多个实施例，并且与详细描述一起用于阐述各种实施例的原理和操作。这样，结合以下附图，从以下详细描述中将更全面地理解本公开，在这些附图中：图1示出了用于检测目标的存在和/或确定接近传感器系统与目标之间的距离的接近传感器的实施例；图2示出了接近传感器的接收电路的串扰补偿电路的实施例；图3示出了在保持高分辨率的同时在扩展的范围中具有串扰补偿的接近传感器的接收电路的实施例；以及图4示出了在保持高分辨率的同时在扩展的范围中具有串扰补偿的接近传感器的接收电路的另一实施例。具体实施方式图1示出了接近传感器系统/模块1的实施例，接近传感器系统/模块可以在移动电话中使用以检测目标2的存在和/或接近传感器1与目标2之间的距离。接近传感器1包括发送电路10，以向目标2发送信号，例如光信号。在接近传感器1包括在移动电话中的情况下，目标2可以是使用该移动电话拨打电话的人的头部或耳朵。发送电路10包括由驱动器电路12激活的光发射器11。光发射器11可以被配置为IRLED，该IRLED耦合到LED驱动器12，以产生指向目标2的光学光脉冲。驱动器电路12可以由控制电路30控制，该控制电路可以通过适当的控制信号来控制驱动器电路12。当控制电路30通过LED电压脉冲控制驱动器电路12时，IRLED向目标2发出IR光的脉冲。所发送的光信号可以具有击中目标2并在目标2处反射的第一分量。所发送的光信号还可以具有第二分量，该第二分量朝向干扰物体3发射并被干扰物体反射，干扰物体例如为移动电话的反射玻璃或封装件等。在目标2和干扰物体3处反射后，反射光信号RS在接近传感器1的接收电路20处被接收。反射光信号RS具有来自所发送的光信号在目标2处的反射的有用分量RS1，和来自所发送的光信号在干扰物体3处的反射的干扰/噪声分量RS2。接收电路20包括光检测器200以接收/检测反射光信号，并且包括评估电路300以评估接收到的光信号并输出输出信号，所述输出信号携带关于目标2的存在和/或接近传感器1与目标2之间的距离的信息。输出信号可以是模拟电压，该模拟电压可以通过可控开关50传送到模数转换器4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有串扰补偿的接近传感器，包括：/n-发送电路(10)，用于发送要在目标(2)和干扰物体(3)处反射的信号，/n-接收电路(20)，用于接收具有有用分量(RS1)和噪声分量(RS2)的反射信号(RS)，所述接收电路(20)包括输出节点(A20)，以根据所述接近传感器(1)与所述目标(2)的距离提供输出信号(Vout2)，/n-其中，所述接收电路(20)包括信号节点(S20)，以施加由所述接收电路(20)根据所述反射信号(RS)产生的评估信号(Vout1)，/n-其中，所述接收电路(20)包括串扰补偿电路(100)，以产生输出信号(Vout2)，所述串扰补偿电路(100)耦合到所述信号节点(S20)，/n-其中，所述串扰补偿电路(100)包括第一充电电路(110)以提供第一电荷，并且包括第二充电电路(120)以提供第二电荷，所述第一电荷和所述第二电荷被施加到所述信号节点(S20)，/n-控制电路(30)，用于控制第一充电电路(110)和第二充电电路(120)，以设置第一电荷和第二电荷的量，使得所述串扰补偿电路(100)的输出信号(Vout2)取决于所述反射信号(RS)的有用分量(RS1)并且独立于所述反射信号的噪声分量(RS2)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170705 EP 17179779.81.一种具有串扰补偿的接近传感器，包括：
-发送电路(10)，用于发送要在目标(2)和干扰物体(3)处反射的信号，
-接收电路(20)，用于接收具有有用分量(RS1)和噪声分量(RS2)的反射信号(RS)，所述接收电路(20)包括输出节点(A20)，以根据所述接近传感器(1)与所述目标(2)的距离提供输出信号(Vout2)，
-其中，所述接收电路(20)包括信号节点(S20)，以施加由所述接收电路(20)根据所述反射信号(RS)产生的评估信号(Vout1)，
-其中，所述接收电路(20)包括串扰补偿电路(100)，以产生输出信号(Vout2)，所述串扰补偿电路(100)耦合到所述信号节点(S20)，
-其中，所述串扰补偿电路(100)包括第一充电电路(110)以提供第一电荷，并且包括第二充电电路(120)以提供第二电荷，所述第一电荷和所述第二电荷被施加到所述信号节点(S20)，
-控制电路(30)，用于控制第一充电电路(110)和第二充电电路(120)，以设置第一电荷和第二电荷的量，使得所述串扰补偿电路(100)的输出信号(Vout2)取决于所述反射信号(RS)的有用分量(RS1)并且独立于所述反射信号的噪声分量(RS2)。


2.根据权利要求1所述的接近传感器，
其中，所述接收电路(20)被配置为产生具有第一分量并且具有第二分量的评估信号(Vout1)，所述第一分量取决于所述反射信号(RS)的有用分量(RS1)，所述第二分量取决于所述反射信号(RS)的噪声分量(RS2)。


3.根据权利要求2所述的接近传感器，
-其中，所述控制电路(30)控制所述第一充电电路(110)和所述第二充电电路(120)，使得第一电荷和第二电荷的量之和补偿所述评估信号(Vout1)的第二分量，
-其中，所述串扰补偿电路(100)被配置为根据所述评估信号(Vout1)的第一分量并且独立于所述评估信号(Vout1)的第二分量来产生输出信号(Vout2)。


4.根据权利要求1至3所述的接近传感器，
其中，所述第一充电电路(110)被配置为提供比所述第二充电电路(120)提供的电荷的量高的第一电荷的量。


5.根据权利要求1至4所述的接近传感器，
其中，所述串扰补偿电路(100)包括运算放大器(130)，所述运算放大器具有耦合到所述接收电路(20)的信号节点(S20)的输入侧，以及耦合到所述接收电路的输出节点(A20)的输出侧。


6.根据权利要求5所述的接近传感器，
其中，所述串扰补偿电路(100)包括反馈电容器(140)，所述反馈电容器设置在所述运算放大器(130)的输出侧和输入侧之间的反馈路径中...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·克里贝尔内格，钱德拉·内沙扎姆，拉胡尔·托特塔蒂尔，哈菲兹·孔纳里托姆巴斯，
申请(专利权)人：AMS有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT