减少光学串扰的滤波器制造技术

一种光学设备(306)包括内部腔和部署在内部腔(210)中的发射器(102)。发射器能够操作以发射第一光波(220)。该光学设备还包括部署在内部腔中的检测器(104)。检测器能够操作以检测基于第一光波的第二光波(225)。第二光波易于与基于第一光波的不期望的光波(235)耦合。该光学设备还包括部署在检测器上的干扰滤波器(310)。干扰滤波器具有使干扰滤波器衰减干扰光波的滤波器特性。扰光波的滤波器特性。扰光波的滤波器特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】减少光学串扰的滤波器


[0001]本说明书涉及用于光学感测设备的滤波器。

技术介绍

[0002]集成电路(IC)可以包括用在诸如光学感测设备之类的感测设备中的各种组件。这种IC的一个示例使用具有光发射器和光电检测器的封装以便产生和检测光。更具体而言，光可以由发射器产生并从物体反射回光电检测器。光电检测器产生检测到的光的表示(例如，电信号)。可以根据需要处理和使用电信号或表示以获得关于物体的信息。诸如用于接近感测、存在检测、运动检测和颜色检测的设备之类的感测装置经常使用这种光学感测方法来获得关于物体的信息。所获得的信息可以包括物体相对于感测装置的接近度或近似距离。
[0003]例如，在接近感测中，红外(IR)垂直腔表面发射激光器(VCSEL)可以被用于发射从物体反射并由光学接近感测设备的IR传感器/检测器检测的光子。当在距包括IR VCSEL和IR检测器的感测设备可检测距离内存在物体时，感测设备测量反射信号。该设备使用反射信号来确定接近度读数，该读数可以与反射信号的测得的光信号强度成比例。在一些情况下，基于从VCSEL发射的信号的强度来检测、测量和处理反射光的信号特点。理想地，感测设备仅检测来自物体的反射光。但是，传感器常常检测到反射光以外的光，这会导致失真的测量读数。

技术实现思路

[0004]本文档描述了一种光学感测设备，该光学感测设备包括内部腔和部署在内部腔中的发射器。该发射器能够操作以发射第一光波。光学设备还包括部署在内部腔中的检测器。该检测器能够操作以检测基于由发射器发射的第一光波的第二光波。第二光波易于与不期望的光波耦合，该不期望的光波也基于由发射器发射的第一光波。光学设备还包括定位或部署在检测器上的干扰滤波器。干扰滤波器能够操作以具有使干扰滤波器衰减不期望的光波的特定滤波器特性。
[0005]本说明书中描述的主题的一个方面可以实施在光学设备中，该光学设备包括：部署在光学设备中的发射器，该发射器能够操作以发射第一光波；部署在光学设备中的检测器，该检测器能够操作以检测基于第一光波的第二光波，其中该检测器能够检测到的第二光波易于与不期望的光波耦合，该不期望的光波基于第一光波；以及部署在检测器上的干扰滤波器，该干扰滤波器具有使干扰滤波器衰减不期望的光波的滤波器特性。
[0006]这些和其它实施方式可以各自可选地包括以下特征中的一个或多个。例如，在一些实施方式中，滤波器特性能够操作以使干扰滤波器基于不期望的光波的反射角来衰减不期望的光波，不期望的光波的反射角相对于检测器的表面。
[0007]在一些实施方式中，滤波器特性能够操作以使干扰滤波器基于不期望的光波具有与第一光波的第一入射角对应的反射角来衰减不期望的光波，其中第一光波的第一入射角
相对于发射器；并且不期望的光波具有相对于检测器的反射角，该反射角与第一光波的第一入射角对应。
[0008]在一些实施方式中，滤波器特性能够操作以允许由检测器基于第二光波具有第二反射角来检测第二光波；并且第二光波的第二反射角相对于检测器且不同于第一光波的第一入射角。
[0009]在一些实施方式中，第一光波的第一入射角相对于发射器的中心轴大于45度；并且第二光波的第二反射角在相对于检测器的中心轴的零度与相对于检测器的中心轴的30度之间。在一些实施方式中，干扰滤波器的滤波器特性能够操作以使干扰滤波器衰减具有相对于检测器的反射角的一个或多个光波信号，该反射角与第一光波的第一入射角对应。
[0010]在一些实施方式中，干扰滤波器的滤波器特性基于形成干扰滤波器的层的组成。在一些实施方式中，干扰滤波器的滤波器特性表示干扰滤波器的动态角度响应。在一些实施方式中，干扰滤波器的动态角度响应基于入射光的角度而改变；并且入射光的角度相对于检测器的表面。
[0011]在一些实施方式中，响应于入射光的角度的一度变化，干扰滤波器的动态角度响应具有大约-1纳米的变化。在一些实施方式中，干扰滤波器是具有特定传输通带的带通滤波器；并且传输通带表示未被干扰滤波器衰减的波长范围。
[0012]在一些实施方式中，带通滤波器能够操作以使得传输通带响应于入射光的角度的增加而在光谱上偏移。在一些实施方式中，干扰滤波器是带通滤波器；并且光学设备是能够操作以检测目标物体相对于光学设备的接近度的接近传感器。在一些实施方式中，基于第一光波的不期望的光波是第一光波与光学设备的内部腔的一部分交互的结果。在一些实施方式中，第一光波和第二光波具有相同的波长。
[0013]本公开和其它方面的其它实施方式包括对应系统、装置和被配置为执行方法的动作并且被编码在计算机存储设备上的计算机程序。可以借助于安装在系统上的、在操作中使系统执行动作的软件、固件、硬件或它们的组合来这样配置一个或多个计算机或硬件电路的计算系统。一个或多个计算机程序可以借助于具有指令来这样配置，该指令在由数据处理装置执行时使该装置执行动作。
[0014]本说明书中描述的主题可以被实现为实现以下优点中的一个或多个。所描述的技术充分利用干扰滤波器的滤波器特性来减少由光学感测设备处的不期望的光波造成的光学串扰。通过充分利用干扰滤波器的滤波器特性，可以设计和制造改进的光学设备，在一些情况下无需附加的过滤机构(诸如昂贵的光学屏障或光学隔离器)。通过消除对附加过滤机构的需求，改进的光学设备可以实现诸如较小的设备封装和降低的生产成本之类的优点。
[0015]通过以下详细描述、附图和权利要求，其它方面、特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0016]图1是示例光学感测系统的框图。
[0017]图2A是发射和检测用于感测目标物体的信号的示例光学设备的框图。
[0018]图2B是发射导致在光学设备处的串扰的信号的示例光学设备的框图。
[0019]图3A是示例光学感测设备和用于减少光学串扰的干扰滤波器的框图。
[0020]图3B示出了用于使用干扰滤波器来减少光学串扰的示例过程。
[0021]图4示出了第一图形数据集合，其指示在特定入射角下具体发射器和具体干扰滤波器的相应特性。
[0022]图5示出了第二图形数据集合，其指示在特定入射角下具体发射器和具体干扰滤波器的相应特性。
[0023]图6示出了针对图4和图5的干扰滤波器示例的指示940nm光的角度传输的图形数据。
具体实施方式
[0024]光学传感器可以在设备封装中包括发射器和检测器两者。设备封装一般表示光学传感器或光学感测设备的物理设备结构。设备封装定义可以定位发射器和检测器的内部腔。一般而言，发射器发射与封装外部的目标物体交互的信号，该物体反射检测器能够检测的信号。在一些实施方式中，光学感测设备是接近传感器，并且由检测器检测的反射信号被用于确定目标物体(例如，人的头部)相对于光学设备的接近度。例如，光学设备可以部署在移动/智能电话设备中，并且在移动设备处处理检测到的反射信号，以确定智能电话是否位于人的耳朵附近。
[0025]发射信号和反射信号中的每一个可以分别是光波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学设备，包括：发射器，其部署在该光学设备中，该发射器能够操作以发射第一光波；检测器，其部署在该光学设备中，该检测器能够操作以检测基于第一光波的第二光波，其中该检测器能够检测到的第二光波易于与基于第一光波的不期望的光波耦合；以及干扰滤波器，其部署在该检测器上，该干扰滤波器具有使该干扰滤波器衰减不期望的光波的滤波器特性。2.如权利要求1所述的光学设备，其中：该滤波器特性能够操作以使干扰滤波器基于不期望的光波的反射角来衰减不期望的光波，不期望的光波的反射角相对于检测器的表面。3.如权利要求1所述的光学设备，其中：该滤波器特性能够操作以使干扰滤波器基于不期望的光波具有与第一光波的第一入射角对应的反射角来衰减不期望的光波，其中第一光波的第一入射角相对于发射器；以及该不期望的光波具有相对于检测器的反射角，该反射角与第一光波的第一入射角对应。4.如权利要求3所述的光学设备，其中：该滤波器特性能够操作以允许检测器基于第二光波具有第二反射角来检测第二光波；以及第二光波的第二反射角相对于检测器并且不同于第一光波的第一入射角。5.如权利要求4所述的光学设备，其中：第一光波的第一入射角相对于发射器的中心轴大于45度；以及第二光波的第二反射角在相对于检测器的中心轴的零度和相对于检测器的中心轴的30度之间。6.如权利要求1所述的光学设备，其中干扰滤波器的滤波器特性能够操作以使干扰滤波器衰减相对于检测器具有与第一光波的第一入射角对应的反射角的一个或多个光波信号。7.如权利要求1所述的光学设备，其中干扰滤波器的滤波器特性基于形成干扰滤波器的层的组成。8.如权利要求1所述的光学设备，其中干扰滤波器的滤波器特性表示干扰滤波器的动态角度响应。9.如权利要求8所述的光学设备，其中：干扰滤波器的动态角度响应基于入射光的角度而改变；以及入射光的角度相对于检测器的表面。10.如权利要求9所述的光学设备，其中干扰滤波器的动态角度响应响应于入射光的角度的一度变化而具有大约-1纳米的变化。11.如权利要求9所述的光学设备，其中：干扰滤波器是具有特定传输通带的带通滤波器...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克罗斯，G埃尔姆斯泰纳，J克里伯内格，D奥佩尔，
申请(专利权)人：ams有限公司，
类型：发明
国别省市：